專利名稱:含一氧化碳、二氧化碳和氫的合成氣的催化甲烷化方法和甲烷化反應(yīng)器的制作方法
本發(fā)明涉及含一氧化碳、二氧化碳和氫的合成氣的催化甲烷化方法。甲烷化是在由冷卻劑冷卻的固體催化劑床中進行的。在催化劑床中，合成氣相繼流經(jīng)合成氣輸入?yún)^(qū)和合成氣高溫度(以下稱為局部過熱區(qū))，最后流經(jīng)合成氣溫度顯著降低的輸出區(qū)。冷卻劑將固體催化劑床中產(chǎn)生的熱量帶走，有助于產(chǎn)生蒸汽并被轉(zhuǎn)化為過熱蒸汽。
由于含有一氧化碳、二氧化碳和氫的合成氣的轉(zhuǎn)換是一個放熱過程，所以可用來生產(chǎn)能量。眾所周知，合成氣的轉(zhuǎn)換是在含有催化劑的內(nèi)冷卻反應(yīng)器中進行的。為了產(chǎn)生蒸汽，內(nèi)冷卻反應(yīng)器具有冷卻系統(tǒng)，該系統(tǒng)是配置在催化劑床內(nèi)并且有冷卻劑流經(jīng)該催化劑床。需要注意工作溫度不超過催化劑所容許的最高溫度，通過冷卻以保持催化劑材料的穩(wěn)定。
用于由合成氣甲烷化內(nèi)冷卻反應(yīng)器，在B.Hǒhlein的“關(guān)于NFE項目工作中的甲烷化方法”(于利肴核研究設(shè)備有限公司的報告，J
L-1589，1979年5月)一文中已有介紹。在這篇報告中所給出的設(shè)備，特別是圖10，可以無需借助易受干擾的壓縮機使氣體回路，就可控制整個過程。由德國專利DE-OS 29 49 588中，已知產(chǎn)生過熱飽和蒸汽是將多個反應(yīng)器相互連接。其連接的方式是將其中先通過合成氣的反應(yīng)器作為絕熱反應(yīng)器，相繼連接的一個反應(yīng)器作為內(nèi)冷卻反應(yīng)器。內(nèi)冷卻反應(yīng)器中產(chǎn)生的熱量通過冷卻劑的蒸發(fā)帶走。通過與由絕熱反應(yīng)器流出的合成氣的熱交換使冷卻劑過熱。鑒于用脫離絕熱反應(yīng)器的合成氣使內(nèi)冷卻反應(yīng)器產(chǎn)生蒸汽并使蒸汽過熱，所以德國專利DE-PS 31 21 991這項已知的甲烷化方法與先前所述的方法并無區(qū)別。該項已知的方法是合成氣先后流經(jīng)3個反應(yīng)器，其中第一個反應(yīng)器是在蒸發(fā)溫度下產(chǎn)生蒸汽，第二個反應(yīng)器作為絕熱反應(yīng)器，第三個反應(yīng)器是將冷卻劑加熱到蒸發(fā)溫度。由絕熱反應(yīng)器流出的合成氣使冷卻劑過熱。
由于合成氣先后通過多個反應(yīng)器以及為了使產(chǎn)生的蒸汽過熱需要把配置附加的熱交換器，因此，除了儀器設(shè)備的費用，上述方法在實施方面也遇上困難。為了避免催化劑過熱，需要對各個反應(yīng)器之間的合成氣進行中間冷卻。使整個甲烷化過程可逐步進行。
本發(fā)明的任務(wù)在于提供由合成氣甲烷化一步法。該方法產(chǎn)生過熱蒸汽也產(chǎn)生富甲烷產(chǎn)物的氣體，并且確保包括局部過熱區(qū)的催化劑床內(nèi)維持足夠的工作溫度而不影響催化劑穩(wěn)定性。
解決本發(fā)明的任務(wù)是通過在由冷卻劑冷卻的固體催化劑床中使含有一氧化碳、二氧化碳和氫的合成氣催化甲烷化。在催化劑床中，合成氣先后流經(jīng)合成氣輸入?yún)^(qū)和合成氣高溫區(qū)(局部過熱區(qū))，最后流經(jīng)合成溫度顯著降低的輸出區(qū)。通過反應(yīng)時產(chǎn)生的熱量的傳遞使冷卻劑轉(zhuǎn)化為過熱蒸汽，其特征在于至少在沸點溫度下在催化劑床的輸出區(qū)蒸發(fā)，所形成的蒸汽在局部過熱區(qū)過熱。通過實施該方法，可繼續(xù)保持輸出區(qū)中冷卻劑和局部過熱區(qū)中所形成的蒸汽過熱的溫度基本上不變，這個方法可非常簡單地在催化劑床的最佳工作區(qū)進行。
在蒸發(fā)冷卻劑時，除了利用輸出區(qū)外，也可利用局部過熱區(qū)中最高溫度的下限。因此局部過熱區(qū)中產(chǎn)生的反應(yīng)熱不僅可用于產(chǎn)生過熱蒸汽，部份熱量也可以用來蒸發(fā)冷卻劑，該過程的變化根據(jù)需要很容易調(diào)整。
下面將以實施例并參考附圖詳細闡述本發(fā)明的方法和實施本發(fā)明方法的反應(yīng)器(也是本發(fā)明的內(nèi)容)。附圖簡介如下圖1甲烷化一步法的裝置流程圖;
圖2甲烷化一步法所使用的帶有蒸汽室(在蒸發(fā)器和過熱器之間)的裝置;
圖3冷卻劑與合成乞逆向流動時，在甲烷化反應(yīng)器的催化劑床中溫度的分布;冷卻劑不流經(jīng)輸入?yún)^(qū);
圖4冷卻劑與裝有冷卻系統(tǒng)的合成氣反向流動時，催化劑床中的溫度分布(該冷卻系統(tǒng)在甲烷化逆應(yīng)器中由輸出區(qū)延伸至輸入?yún)^(qū));
圖5冷卻劑與合成氣逆向流動時，甲烷化反應(yīng)器催化劑床中溫度的分布，在該反應(yīng)器中有分開配置的蒸發(fā)器和過熱器;冷卻劑不流經(jīng)輸入?yún)^(qū);
圖6甲烷化反應(yīng)器的催化劑床中溫度的分布，該反應(yīng)器中有分開配置的蒸發(fā)器、過熱器和甲烷化反應(yīng)器輸入?yún)^(qū)的附加冷卻器(用于冷卻劑的改變);
圖7帶有蒸發(fā)器和過熱器分開配置的甲烷化反應(yīng)器的催化劑床中溫度的分布;蒸汽與合成氣并流通過過熱器而過熱;
圖8冷卻劑在甲烷化反應(yīng)器的局部過熱區(qū)和輸入?yún)^(qū)中蒸發(fā)時，催化劑床中的溫度分布。
圖1是甲烷化裝置的流程圖。它裝有一個甲烷化反應(yīng)器1，該反應(yīng)器包括催化劑床2和貫穿反應(yīng)器的冷卻系統(tǒng)3。冷卻劑與合成氣反向流經(jīng)冷卻系統(tǒng)3。冷卻劑在冷卻劑管道4中的流向在附圖中用黑箭頭表示;合成氣在合成氣管道5中的流向用白箭頭表示。用水作冷卻劑，在其進入甲烷化反應(yīng)器的冷卻劑輸入口6前先經(jīng)過兩個預(yù)熱器7和8。在預(yù)熱器中，保持室溫的進水經(jīng)供水口9流入，與由甲烷化反應(yīng)器流經(jīng)產(chǎn)品氣體管道10的產(chǎn)品氣體進行熱交換，把水預(yù)熱到冷卻劑輸出口6所要求的輸入溫度。然后水在甲烷化反應(yīng)器的冷卻系統(tǒng)中通過吸收合成氣在催化劑床2中甲烷化時產(chǎn)生的熱量，進行蒸發(fā)繼而過熱。過熱的蒸汽經(jīng)冷卻劑輸出口11由甲烷化反應(yīng)器流入蒸汽管道12。
附圖所示的合成氣流向，在甲烷化反應(yīng)器1的催化劑床2中有三個特征溫度分布區(qū)。對應(yīng)于催化劑床中這個溫度分布輪廓，甲烷化反應(yīng)器工作狀態(tài)穩(wěn)定時，輸入?yún)^(qū)A的溫度劇增，局部過熱區(qū)B的溫度在催化劑床中達到最大值，輸出區(qū)C的溫度始終處于下降狀態(tài)。圖1所示，合成氣流向中這個三個區(qū)及其特征溫度分布是以催化劑床的床長表示的。輸入?yún)^(qū)A的特征在于合成氣溫度的提高范圍約為250℃-450℃，局部過熱區(qū)的特征在于合成氣的溫度在450℃-750℃之間，輸出區(qū)的特征在于溫度降低的范圍約為450℃-250℃。
在圖1的實施例中，可以看到在冷卻劑流向中，冷卻系統(tǒng)3貫穿甲烷化反應(yīng)器的輸出區(qū)C、局部過熱區(qū)B和輸入?yún)^(qū)A。合成氣在甲烷化反應(yīng)器中與冷卻劑逆向流動，經(jīng)合成氣入口處13進入甲烷化反應(yīng)器，在輸入?yún)^(qū)A當催化劑床2發(fā)生甲烷化放熱反應(yīng)時先被強力加熱。在局部過熱區(qū)B，合成氣的溫度達到最大值。然后轉(zhuǎn)化為產(chǎn)品氣體，在輸出區(qū)C冷卻和進一步轉(zhuǎn)化為富甲烷的產(chǎn)品氣體后脫離甲烷化反應(yīng)器。產(chǎn)品氣體經(jīng)產(chǎn)品出口處14由甲烷化反應(yīng)器流入產(chǎn)品氣體管道10。
為了冷卻甲烷化反應(yīng)器的輸出區(qū)C，通過冷卻系統(tǒng)3中冷卻劑的蒸發(fā)，將來自催化劑床存在于該輸出區(qū)C的熱量帶走。在局部過熱區(qū)B，催化劑床產(chǎn)生的熱量通過所形成的蒸汽的過熱來排除。因此冷卻系統(tǒng)在輸出區(qū)C起著冷卻劑蒸發(fā)器15的作用，而在局部過熱區(qū)B，對蒸發(fā)器中產(chǎn)生的冷卻劑蒸汽而言，則起著過熱器16的作用。
圖1所示的甲烷化反應(yīng)器中的蒸發(fā)器15和過熱器16可以直接互相合并。因此，在冷卻系統(tǒng)3中蒸發(fā)器和過熱器之間不存在固定的界線。但是大體上，冷卻系統(tǒng)3的一部分起著過熱器16作用，即是將局部過熱區(qū)B中所產(chǎn)生的反應(yīng)熱用于冷卻系統(tǒng)3的蒸發(fā)器15中所形成的蒸汽的過熱。因此，在過熱器16中冷卻劑的溫度升高。而在圖1的實施例中，溫度卻下降，在該實施例中冷卻系統(tǒng)也是穿過輸入?yún)^(qū)A，不過在接近冷卻劑出口處11的這個區(qū)中已是無關(guān)重要的了。相反，在蒸發(fā)器15中冷卻劑處于恒溫狀態(tài)，即處于與其壓力相一致的蒸發(fā)溫度狀態(tài)。因此，根據(jù)圖的冷卻系統(tǒng)，其蒸發(fā)器15和過熱器16相互的區(qū)別在于他們的冷卻劑的溫度分布。
由產(chǎn)品氣體出口處14流出的產(chǎn)品氣體，經(jīng)產(chǎn)品氣體管道10流向預(yù)熱器7和8，如上所述，其一部分熱量與流入甲烷化裝置的冷卻劑在預(yù)熱器進行熱交換。在產(chǎn)品氣體管道10中，附加在這兩個預(yù)熱器7、8中間的還可裝有一個流入甲烷化裝置的合成氣的預(yù)熱器17和分離水與產(chǎn)品氣體的液體分離器18、19。干燥的富甲烷產(chǎn)品氣體經(jīng)由甲烷化裝置在氣體出口處20流出。
在圖1所示的實施例中，甲烷化反應(yīng)器1中生成的經(jīng)蒸汽管道12移送的過熱蒸汽，可用作工作介質(zhì)，例如供汽輪機發(fā)電。一部分過熱蒸汽與由冷卻劑管道4供給并經(jīng)輸入管道21′輸入的經(jīng)預(yù)熱過的冷卻劑混合后作為飽和蒸汽，經(jīng)引汽管道21進入由預(yù)熱器17預(yù)熱流向甲烷化反應(yīng)器的合成氣。在本實施例中，引汽管道21的管接頭22位于合成氣管道5的5a部位。與水蒸汽混合后;合成氣可以全部或部分進入轉(zhuǎn)換反應(yīng)器23，把合成氣中所含一氧化碳部分轉(zhuǎn)換為二氧化碳。未轉(zhuǎn)換部分的合成氣經(jīng)與轉(zhuǎn)換反應(yīng)器23平行的可調(diào)節(jié)的旁路管5b，與已轉(zhuǎn)換部分的合成氣一起進入甲烷化反應(yīng)器1。
除了圖1的甲烷化裝置外，圖2的甲烷化反應(yīng)器1′也是一個蒸發(fā)器15′和一個過熱器16′，他們在甲烷化反應(yīng)器中形成互相隔開的管系。在蒸發(fā)器15′和過熱器16′之間，連接一個蒸汽室24，收集由蒸發(fā)器15′經(jīng)連接管道25流入的蒸汽和分離被攜帶的已凝結(jié)但還未蒸發(fā)的冷卻液。在蒸汽室24的最高處連接一個供汽管26，將收集到的干燥蒸汽傳送到過熱叭16′。與圖1所示實施例同樣的方式，引汽管道21′也由蒸汽室24引向合成氣管道5的5a部位中的管接頭22。正如與圖1所示的實施例一樣，飽和蒸汽進入合成氣。
在該實施例中，蒸汽室24配置在甲烷化反應(yīng)器1的外面。與此不同，蒸汽室也可以作為甲烷化反應(yīng)器的組成部分裝置在其中。在這種情況下，蒸汽室根據(jù)需要可配置在催化劑床的上部，進入甲烷化反應(yīng)器之前的合成氣在其周圍環(huán)流。
在圖2的甲烷化裝置上，過熱器16′中過熱的蒸汽也可作為工作介質(zhì)，流向例如汽輪機。另外，圖2中所有對應(yīng)于圖1的部件都未作改動，標注的數(shù)字也與圖1相同。
圖1和圖2中的蒸發(fā)器15，15′和過熱器16，16′僅僅是示意圖。除了圖1和圖2所示配置方式外，他們也可以另一種方式配置在催化劑床中。但是蒸發(fā)器和過熱器始終分別配置在甲烷化反應(yīng)器的輸出區(qū)C和局部過熱區(qū)B。圖3-圖8是蒸發(fā)器和過熱器配置的特殊實施形式的圖解。這此圖也給出了由合成氣或催化劑床2中的冷卻劑進行相應(yīng)散熱時的溫度分布。在合成氣和冷卻劑的溫度變化，都是由于其在流向中的反應(yīng)器長度而產(chǎn)生的。圖中合成氣因反應(yīng)器長度不同產(chǎn)生的溫度分布用實線表示，而冷卻劑的溫度分布則用虛線表示。在所有實施例中，合成氣由合成氣入口處13，經(jīng)甲烷化反應(yīng)器1流向產(chǎn)品氣體出口處14。冷卻劑的流向始終逆著合成氣的流向而流動。冷卻劑蒸汽在過熱器中則與合成氣并向流動，如圖7所示實施例。在圖3-8中，蒸發(fā)器和過熱器中冷卻劑或冷卻劑蒸汽的流向和催化劑床中合成氣的流向，與圖1和圖2中的表示方法相同，黑箭頭表示冷卻劑的流向，白箭頭表示合成氣的流向。
圖3是一個甲烷化反應(yīng)器1a，其中冷卻系統(tǒng)3a從輸出區(qū)C至局部過熱區(qū)B穿過催化劑床2。冷卻線統(tǒng)3a在輸出區(qū)C作為蒸發(fā)器15a，而在局部過熱區(qū)則作為過熱器16a。低于蒸發(fā)溫度的冷卻水流入蒸發(fā)器15a，在蒸發(fā)器內(nèi)上升到蒸發(fā)溫度進行蒸發(fā)，接著在過熱器16a中過熱。輸出區(qū)C中的冷卻水和局部過熱區(qū)B中的蒸汽都吸收各區(qū)反應(yīng)產(chǎn)生的熱。在局部過熱區(qū)中，蒸汽在100巴條件下被加熱到大約500℃。此時，催化劑床仍保持在絕熱溫度之下，在實施例中所用合成的絕熱溫度在800℃以下。在由局部過熱區(qū)B向輸出區(qū)C過渡時，由于在恒沸點條件下蒸發(fā)器吸收熱量首先受到結(jié)構(gòu)的限制，特別是在實施德國專利DE-OS3247821中所介紹的甲烷化反應(yīng)器時，所以會產(chǎn)生中斷點。溫度會再度略有上升，然后下降到400℃以下。
圖4是甲烷化反應(yīng)器1b的冷卻系統(tǒng)3b，它由輸出區(qū)C，經(jīng)局部過熱區(qū)B，至輸入?yún)^(qū)A穿過整個甲烷化反應(yīng)器。因此，冷卻系統(tǒng)3b相當于圖1所示的冷卻系統(tǒng)3。從其圖4所示的溫度分布可以看到，其溫度分布基本上可與圖3的甲烷化反應(yīng)器相比擬。但是過熱蒸汽在輸入?yún)^(qū)A被流入的合成氣冷卻，合成氣的溫度約低于其峰值溫度500℃。然而與圖3的實施例相比，可以看得出局部過熱區(qū)2中合成氣的峰值溫度顯然要高得多。在催化劑床2中，合成氣的溫度被加熱到大約770℃。因此，產(chǎn)品氣體的輸出溫度比圖實施例的產(chǎn)品氣體輸出溫度也略有提高，但仍低于400℃。
在圖5的實施例中，甲烷化反應(yīng)器1C是蒸發(fā)器15C和過熱器16C相互分開的管道系統(tǒng)。蒸發(fā)器15C僅配置在甲烷化反應(yīng)器的輸出區(qū)C內(nèi)，局部過熱區(qū)B只通過蒸汽過熱進行冷卻。在本實施例以及以下實施例中，冷卻劑進入蒸發(fā)器時，已達到蒸汽溫度。圖5實施例與圖3實施例中的局部過熱區(qū)的溫度大致相同。合成氣在甲烷化反應(yīng)器中最高可加熱至730℃左右，但是產(chǎn)品氣體可以達到較強冷卻，產(chǎn)品氣體以大約310℃的溫度流出甲烷化反應(yīng)器。
圖6中甲烷化反應(yīng)器1d的蒸發(fā)器15d和過熱器16d與圖5的甲烷化反應(yīng)器1c以相同方式配置。但在甲烷化反應(yīng)器的輸入?yún)^(qū)附加一個冷卻劑預(yù)熱器27。冷卻劑在進入蒸發(fā)器15d前，先有冷卻劑預(yù)熱器中加溫到蒸發(fā)溫度，然后才流入與甲烷化反應(yīng)器相連接的蒸發(fā)器的冷卻劑入口處b。冷卻劑在冷卻劑預(yù)熱器中與合成氣逆向流動。通過已在輸入?yún)^(qū)A冷卻合成氣，甲烷化反應(yīng)器中的催化劑床的最高溫度限制在大約700℃。
圖7實施例在局部過熱區(qū)中也可達到700℃的峰值溫度。在本實施例中，在過熱器16e中必須過熱的蒸汽與合成氣并流。過熱器16e被配置在甲烷化反應(yīng)器1e的局部過熱區(qū)和輸入?yún)^(qū)。過熱蒸汽以沸點溫度流向輸入?yún)^(qū)。在這個甲烷化反應(yīng)器中，蒸汽在100巴條件下大約加熱到500℃。產(chǎn)品氣體大約以310℃溫度流出甲烷化反應(yīng)器。
在圖8中，由于冷卻系統(tǒng)的建立，局部過熱區(qū)中的峰值溫度劇烈下降。在本實施例中，冷卻系統(tǒng)的蒸發(fā)器15f從甲烷化反應(yīng)器1f的輸出區(qū)C，經(jīng)局部過熱區(qū)B，至輸入?yún)^(qū)A，穿過整個催化劑床床長。過熱器16f配置在過熱區(qū)中，但也伸入到甲烷化反應(yīng)器的輸出區(qū)C，使過熱器與蒸發(fā)器重疊。該結(jié)構(gòu)的特點，必然要把熱量同時傳遞到過熱器16f和蒸發(fā)器15f。為此可根據(jù)需要，把過熱蒸汽管道配置在含有催化劑微粒的催化劑管道內(nèi)和蒸發(fā)器外的管道。因此，反應(yīng)熱既給予蒸發(fā)器中冷卻劑，又給予過熱器中蒸汽。在這個實施例中，合成氣的峰值溫度可降至650℃，而工作介質(zhì)的質(zhì)量即在100巴條件下降至500℃的過熱蒸汽并未變壞，產(chǎn)品氣體中甲烷的含量也沒有減少。因此，這種甲烷化反應(yīng)器是實施甲烷化反應(yīng)的最佳反應(yīng)器。
最后所述的冷卻系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)情況如圖8所示，而物料流量、合成氣和產(chǎn)品氣體中的氣體含量、溫度和壓力值則示于圖2。在此實施例中，加入甲烷化裝置的合成氣為1.27公斤/秒，其各種氣體的含量(體積百分比)分別為∶1%H2O、13.5%CH4、8.93%CO、10.07%CO2、67.48%H2。合成氣在預(yù)熱器17中的加熱溫度約為180℃，并與在合成氣管道5的5a部分中與飽和蒸汽混合。在裝有封閉旁路管5b的實施例中，整個合成氣轉(zhuǎn)化的溫度為210℃，壓力50巴，同時繼續(xù)進行加溫。合成氣流入甲烷化反應(yīng)器1′的合成氣入口處13時的溫度為280℃。
合成氣在甲烷化反應(yīng)器中轉(zhuǎn)化后，在產(chǎn)品氣體出口處14得到的產(chǎn)品氣體，其含量(體積百分比)為∶58.66%H2O、39.13%CH4;0%CO;0.35%CO2和1.89%H2。產(chǎn)品氣體在壓力47巴溫度350℃條件下，從甲烷化反應(yīng)器中流出。產(chǎn)品氣體管道中產(chǎn)品氣體的質(zhì)量流量為1.67%公斤/秒。在流經(jīng)預(yù)熱器8、17和7并在流體分離器18和19中分離去水后，在排氣口20得到含有94.6%CH的產(chǎn)品氣體。為了帶走甲烷裝置中所產(chǎn)生的熱量，于20℃，在冷卻劑管道供以流速為1.89%公斤/秒的冷水。在預(yù)熱器7和8中使冷水加溫到260℃，在本實施例中，預(yù)熱過的冷水被送入蒸汽室24。在蒸汽室中，冷水在100巴條件下加溫到310℃后送入到蒸發(fā)器15′，在311℃蒸發(fā)溫度下蒸發(fā)。產(chǎn)生的蒸汽返回到蒸汽室24，經(jīng)連接管道26流入過熱器16′，在100巴條件下蒸汽過熱到500℃。過熱蒸汽以1.49公斤/秒從甲烷化裝置中排出。剩余蒸汽以0.4公斤/秒由蒸汽室24，經(jīng)與管接頭22相連的排氣管道21′流入合成氣。
圖2中所給出的合成氣和冷卻劑的數(shù)據(jù)也適用于圖1的甲烷化裝置，但略有誤差。除了甲烷化反應(yīng)器的數(shù)據(jù)外，其余數(shù)據(jù)也適用于圖3-7的實施例。溫度僅僅考慮到圖3和圖4實施例中產(chǎn)品氣體的誤差溫度以及圖4實施例與低于500℃的所有其他實施例相比的由過熱器流出的過熱蒸汽的不變溫度。圖3-圖7中給出的溫度分布是一個大體上的數(shù)量，即系半定量的曲線圖。
附圖中SG表示合成氣，
D表示過熱蒸汽，PG表示產(chǎn)品氣體，W表示水，SW表示沸水。
權(quán)利要求
1.含有一氧化碳、二氧化碳和氫的合成氣在由冷卻劑冷卻的固體催化劑床中進行催化甲烷化的方法，在該方法中，催化劑床中的合成氣相繼流經(jīng)合成氣輸入?yún)^(qū)、合成氣高溫區(qū)(局部過熱區(qū))和合成氣溫度顯著降低的輸出區(qū)，冷卻劑轉(zhuǎn)換為過熱蒸汽是通過將甲烷化時產(chǎn)生的熱量的傳遞，其特征在于冷卻劑至少在催化劑床的輸出中在沸點溫度時蒸發(fā)，生成的蒸汽在局部過熱區(qū)中過熱。
2.根據(jù)權(quán)利要求
1的方法，其特征在于冷卻劑的蒸發(fā)可在輸出區(qū)也可在局部過熱區(qū)。
3.用于實施權(quán)利要求
1的方法的甲烷化反應(yīng)器，它具有一個適宜于甲烷化的含有一氧化碳、二氧化碳和氫的合成氣入口，一個合成氣可以流過的固體催化劑床和一個甲烷化產(chǎn)品氣體的開口、一個冷卻催化劑床的冷卻系統(tǒng)，在這種結(jié)構(gòu)情況下，置于合成氣流向中的催化劑室有一個合成氣輸入?yún)^(qū)、一個合成氣高溫區(qū)(局部過熱區(qū))和一個合成氣溫度顯著降低的輸出區(qū)，其特征在于冷卻系統(tǒng)(3)，在輸出區(qū)(C)中，用作蒸發(fā)冷卻劑的蒸發(fā)器(15，15′)，在局部過熱區(qū)(B)中，用作過熱所產(chǎn)生的冷卻劑蒸汽的過熱器(16，16′)。
4.根據(jù)權(quán)利要求
3的甲烷化反應(yīng)器，其特征在于蒸發(fā)器(15f)除了貫穿輸出區(qū)(C)外，至少有一部分也可貫穿局部過熱區(qū)(B)。
5.根據(jù)權(quán)利要求
3或4的甲烷化反應(yīng)器，其特征在于蒸汽室(24)與蒸發(fā)器(15′)相連接，該蒸汽室(24)還與一個通向過熱器(16′)的供汽管(26)連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求
5的甲烷化反應(yīng)器，其特征在于在催化劑床(2)中，蒸發(fā)器(15′)與過熱器(16′)構(gòu)成各自分開的管道系統(tǒng)。
7.根據(jù)權(quán)利要求
6的甲烷化反應(yīng)器，其特征在于蒸發(fā)器(15f)除了貫穿輸出區(qū)(C)外，至少有一部分也貫穿局部過熱區(qū)(B)。
8.根據(jù)權(quán)利要求
6或7的甲烷化反應(yīng)器，其特征在于蒸汽室(24)與蒸發(fā)器(15′)相連接，該蒸汽室(24)還與一個通向過熱器(16′)的供汽管(26)連接。
9.根據(jù)上述權(quán)利要求
5至8之一的甲烷化反應(yīng)器，其特征在于引汽管道(21，21′)與合成氣管道(5，5a)相連接，以便將蒸汽引入導(dǎo)向甲烷化反應(yīng)器(1，1′)合成氣入口處(13)的合成氣管道(5，5a)。
10.根據(jù)權(quán)利要求
9的甲烷化反應(yīng)器，其特征在于一個轉(zhuǎn)化反應(yīng)器(23)配置在引汽管道(21，21′)的管接頭(22)和甲烷化反應(yīng)器(1，1′)的合成氣入口處(13)之間的合成氣管道(5)中。
11.根據(jù)權(quán)利要求
10的甲烷化反應(yīng)器，其特征在于可調(diào)節(jié)的旁路管(5b)與轉(zhuǎn)化反應(yīng)器(23)相平行。
專利摘要
本發(fā)明涉及在催化劑存在下以含CO、CO
文檔編號B01J8/02GK87102871SQ87102871
公開日1987年11月18日 申請日期1987年4月15日
發(fā)明者喬肯·蘭奇, 伯恩德·赫爾萊因, 漢斯·尼森, 沃爾克·沃, 小海因里希·希班, 霍斯特·霍夫曼, 曼弗雷德·沃爾沃克 申請人:于利奇核子研究設(shè)備公司, 萊茵褐煤公司導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan