[發明專利]通過蒸汽轉化制備合成氣的方法

無效

• 申請號: 200880119059.5
• 申請日: 2008-11-26
• 公開（公告）號: CN101883734A
• 公開（公告）日: 2010-11-10
• 發明（設計）人: J·加勒達;J·塞格雷
• 申請（專利權）人: 喬治洛德方法研究和開發液化空氣有限公司
• 主分類號: C01B3/38
• 分類號: C01B3/38;B01J8/06
• 代理公司: 北京市中咨律師事務所 11247
• 代理人: 林柏楠;劉金輝

本發明涉及一種將烴混合物進行水蒸氣轉化以制備合成氣的方法。

烴的水蒸氣轉化工藝是在水蒸氣轉化爐中進行的，向此爐中一方面供應烴進料和水蒸氣，另一方面提供熱量。

熱量一般是通過用空氣燃燒各種燃料來提供的。這種燃燒是在爐的輻射段中進行的，有時也稱為燃燒室，這是由于燃燒器位于輻射段的頂部中和/或底部中和/或位于側壁上。當燃燒器位于爐頂部中時，反應器是上燃式的；當燃燒器位于側壁中時，反應器是側燃式的。

轉化是在爐的燃燒室中進行的，這包括燃燒器和催化劑填充的管，經由這些管可以通過烴進料和水蒸氣，它們一般是混合物的形式。

放置燃燒器以優化經由管壁向水蒸氣混合物中的烴進行燃燒熱傳遞。

當爐是熱的時，注入進料。爐的高溫，即數百度，由于燃燒而得到保持，所以允許烴進料的分子在管中進行離解反應，然后所生產的合成氣(也稱為合成氣體)將進行處理。

為了提高合成氣的產率，總是需要高溫。

由于轉化爐的幾何形狀和轉化反應的發生方式，溫度沿著管不是均勻的，并且溫度分布根據這些管是上燃式還是側燃式而十分不同。因此，在配備有側燃式轉化器的管的情況下，在管的下游部分中觀察到最高溫度、即900℃，而在配備有上燃式轉化器的管的情況下，在管的上游部分中觀察到最高溫度、即900℃。管的上游和下游部分是根據水蒸氣/烴混合物注入管中的方向而定義的。這些不同的溫度分布顯示在圖1中，圖1顯示了沿著從管頂部開始的管長度(0％長度)到管底部(100％長度)的管壁溫度分布，單位為攝氏度。因此可見，側燃式管的溫度從700℃升高到900℃，即最高溫度900℃是在管的下游部分中觀察到的。在配備有上燃式反應器的管的情況下，管頂部的溫度是約800℃，在前一半經過最高溫度(900℃)，然后降低到約850℃。

轉化器管一般在正常使用條件下具有約100,000小時的壽命。比預期更高的溫度會縮短管的壽命；因此，如果管在比其設計溫度高15℃的溫度下使用，壽命可能會降低一半。

單獨地或組合地使用各種方案來控制轉化管的老化。這些包括例如：

-使用專利申請FR?06/55308(未公開)所述的方法，通過控制在爐中所用的工藝來防止管的過度損害，從而采用足以保持合成氣高產率的溫度，并同時仍然確保此溫度不會縮短轉化器管的壽命；

-根據專利申請PCT/FR2007/050635(未公開)所述的方法，連續地對每個管確定有效地保持轉化器管的壽命，從而編排這些管的放置；和

-防止在管上的熱點，例如通過改進沿著管的能量分布進行。

另一種解決降低與放置轉化器管相關的成本的永久需求的方法是提高這些管在正常使用條件下的預期壽命。

本發明的目的是提供一種能在相同使用條件下提高管的壽命并同時保持所述管的正常操作溫度的方法。

為此目的，本發明涉及一種制備合成氣的方法，其中在包括燃燒器和管的轉化爐的燃燒室中進行水蒸氣烴轉化，所述管填充有催化劑并垂直放置在燃燒室中，所述烴與水蒸氣的混合物經過這些管，所述混合物是在管的上端引入管中的，所制得的合成氣部分地在管的底部回收，燃燒器的放置使得能將來自燃燒的熱量經由管壁傳遞給烴/水蒸氣混合物，此方法的特征在于在所述管已經操作給定的時間后，將這些管反轉以提高它們在正常使用條件下的預期壽命。

具體而言，通過在特定操作時間結束時反轉轉化器管，管沿著其長度的老化的均勻性得到改進，不論這些管是側燃式的反應器或上燃式的反應器。通過反轉管，暴露于最高溫度的管區域(其中老化是最嚴重的)在此反轉后成為暴露于較低溫度的區域，所以進行更緩慢的老化。盡管此方法在配備側燃式轉化器的管的情況下是特別有利的，因為在管的反轉期間，溫度的降低可以達到200℃，但是在上燃式轉化器的情況下也是可以的。在上燃式轉化器的情況下，最熱的點(900℃)將實際在管被反轉后降低15-20℃，從而在相同的操作條件下使壽命增加一倍。

本發明的一個變型涉及一種方法，其中在管被反轉后的操作時間是根據平均轉化溫度確定的。這是因為根據轉化溫度是更高或更低，管的壁溫度本身是更高或更低的，從而管的壽命和管的老化受到影響。同樣，轉化器進料對管整體的壽命有影響：當進料較少時，不是必須向轉化器供應如此多的熱量，并且在這種情況下管的老化較少；相反，如果進料增加，熱量供應必須增加，這加速了管的老化。因此，優選在管被反轉后的操作時間是根據供應給轉化器的進料來確定的。