[發(fā)明專利]一種烴類蒸汽轉(zhuǎn)化制備合成氣的裝置及制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710599820.0
• 申請日: 2017-07-21
• 公開（公告）號: CN107285277B
• 公開（公告）日: 2020-09-29
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 楊泳濤;龐彪;萬蓉;肖華送;龐婷
• 申請（專利權(quán)）人: 成都市通用工程技術(shù)有限責(zé)任公司
• 主分類號: C01B3/38
• 分類號: C01B3/38
• 代理公司: 成都厚為專利代理事務(wù)所(普通合伙) 51255
• 代理人: 李坤

本發(fā)明公開了一種烴類蒸汽轉(zhuǎn)化制備合成氣的裝置及制備方法，裝置包括一段轉(zhuǎn)化爐、脫硫裝置、第一盤管、第二盤管、第三盤管、第四盤管、套管以及爐管，所述一段轉(zhuǎn)化爐包括對流段和輻射段，所述第一盤管、所述第二盤管、所述第三盤管以及所述第四盤管均設(shè)置于所述對流段中，所述爐管設(shè)置于輻射段中，所述第一盤管的進氣端位于對流段外部，第一盤管的出氣端與所述脫硫裝置的進氣口連通，所述第二盤管的進氣端與所述脫硫裝置的出氣口連通，所述第三盤管和第四盤管的進氣端均位于對流段外部，第三盤管和第四盤管的出氣端分別通過氣管接入到輻射段中。本發(fā)明采用上述結(jié)構(gòu)，能夠提高原料氣的轉(zhuǎn)化效率，降低燃料氣的用量，降低成本。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及石油化工領(lǐng)域，具體是一種烴類蒸汽轉(zhuǎn)化制備合成氣的裝置及制備方法。

背景技術(shù)

采用氣態(tài)烴（天燃氣、焦?fàn)t氣、煤層氣等）為原料制備甲醇或氨合成原料氣工業(yè)化運行的方法主要為非催化轉(zhuǎn)化法和催化部分氧化法兩大類。催化部分氧化法又分為一段轉(zhuǎn)化法、部分氧化法、兩段轉(zhuǎn)化法。一段轉(zhuǎn)化法只配備一段轉(zhuǎn)化爐，不需配備空分裝置，但烴類總碳轉(zhuǎn)化率較低，轉(zhuǎn)化氣中烴類殘余含量約3~5%（體積，干基），同時燃料烴類消耗較高。部分氧化法只配備部分氧化爐，需配備空分裝置，烴類消耗和氧氣消耗均較高。兩段轉(zhuǎn)化法包括：廂式一段轉(zhuǎn)化+二段轉(zhuǎn)化、管殼式或套管式換熱式轉(zhuǎn)化+二段轉(zhuǎn)化、廂式一段轉(zhuǎn)化+換熱式轉(zhuǎn)化+二段轉(zhuǎn)化等，兩段轉(zhuǎn)化均需配備空分裝置，其優(yōu)點是烴類總碳轉(zhuǎn)化效率較高，二段轉(zhuǎn)化爐出口轉(zhuǎn)化氣中烴類殘余含量可小于0.5%（體積，干基），同時烴類燃料消耗較低。

在烴類蒸汽轉(zhuǎn)化工藝過程中所使用的轉(zhuǎn)化爐，目前國內(nèi)外有兩種爐型，一種是采用直接火加熱的一段轉(zhuǎn)化爐，如美國M?W?Kellogg公司頂部燒嘴箱型爐；法國Heurtey公司的側(cè)壁燒嘴雙室型爐；法國Societe Foster Wheeler公司的梯臺型爐等，均采用直接火加熱的方式來提供轉(zhuǎn)化管內(nèi)烴類轉(zhuǎn)化所需的熱量。另外一種就是不采用直接火加熱的蒸汽轉(zhuǎn)化爐，這種轉(zhuǎn)化爐又分為管殼式和套管式，如英國某公司和烏克蘭的換熱式轉(zhuǎn)化爐，以及國內(nèi)一些中小型化工廠所使用的換熱式轉(zhuǎn)化爐，都是一種圓筒形外殼，內(nèi)部裝有換熱管束，屬壓力容器范疇。這種爐型存在結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造成本高，不便于維修的缺點。而且一旦爐子某處發(fā)生故障，該裝置就必需全部停產(chǎn)檢修，尤其是難以適應(yīng)較大生產(chǎn)規(guī)模需求的缺點。另外一種套管式爐型，如專利號201120045196.8的專利《換熱式轉(zhuǎn)化爐》及2014204391673的專利《套管式換熱式轉(zhuǎn)化爐》，這種爐型結(jié)構(gòu)簡單，制造成本低，易于大型化，事故發(fā)生率較低，萬一發(fā)生故障，不需停車檢修，不影響生產(chǎn)，徹底解決了管殼式爐型的缺點。這里需要特別指出的是，現(xiàn)有的套管式換熱式轉(zhuǎn)化爐都是對催化劑單面加熱，烴類轉(zhuǎn)化率較低。

由此，上述各種不同的烴類轉(zhuǎn)化方法均存在各自的缺點，傳統(tǒng)的一段轉(zhuǎn)化法燃料消耗高，部分氧化法原料和氧氣消耗高，兩段轉(zhuǎn)化法需配備空分裝置，兩段轉(zhuǎn)化法中配備的換熱式轉(zhuǎn)化爐中催化劑為單面受熱，烴類轉(zhuǎn)化率較低。

發(fā)明內(nèi)容

為克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供了一種烴類蒸汽轉(zhuǎn)化制備合成氣的裝置及制備方法，解決現(xiàn)有烴類蒸汽轉(zhuǎn)化制備合成氣時，存在燃料消耗高、部分氧化法原料和氧氣消耗高的問題，另一方面，還能解決兩段轉(zhuǎn)化法需配備空分裝置，兩段轉(zhuǎn)化法中配備的換熱式轉(zhuǎn)化爐中催化劑為單面受熱，烴類轉(zhuǎn)化率較低的問題。

本發(fā)明解決上述問題所采用的技術(shù)方案是：

一種烴類蒸汽轉(zhuǎn)化制備合成氣的裝置，包括一段轉(zhuǎn)化爐、脫硫裝置、第一盤管、第二盤管、第三盤管、第四盤管、套管以及爐管，所述一段轉(zhuǎn)化爐包括對流段和輻射段，所述第一盤管、所述第二盤管、所述第三盤管以及所述第四盤管均設(shè)置于所述對流段中，所述爐管設(shè)置于輻射段中，所述第一盤管的進氣端位于對流段外部，第一盤管的出氣端與所述脫硫裝置的進氣口連通，所述第二盤管的進氣端與所述脫硫裝置的出氣口連通，所述第三盤管和第四盤管的進氣端均位于對流段外部，第三盤管和第四盤管的出氣端分別通過氣管接入到輻射段中；