[其他]使用串聯蒸汽過熱器進行烴的蒸汽轉化

無效

• 申請號: 85103285
• 申請日: 1985-04-30
• 公開（公告）號: CN85103285A
• 公開（公告）日: 1986-10-29
• 發明（設計）人: 羅伯特·姆·歐斯門
• 申請（專利權）人: 埃克森研究和工程公司
• 主分類號: C01B3/32
• 分類號: C01B3/32
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利代理部
• 代理人: 吳大建,羅宏

本發明是關于蒸汽轉化烴類氣體進料的改進方法，更具體地說是關于利用串聯蒸汽過熱器改善熱積累的蒸汽轉化方法。

一般來說，氨的制備包括從氮源（通常為空氣）和氫源（一般可為煤、石油餾分或天然氣）制備氨合成氣。例如，從輕質烴原料，即從天然氣到石腦油制備氨合成氣時，首先除去氣體污染物將烴原料氣加以凈化，例如通過硫化合物催化加氫成硫化氫在氧化鋅吸附介質上被吸附而從原料中除去硫（原料氣中的硫會使下游催化劑中毒）。隨后無污染氣體的蒸汽轉化將提供從氣態烴制備合成氨所需要的大部分氫。轉化是通過兩段工藝完成的，其中蒸汽和凈化的原料氣的混合物首先在一段轉化器中的催化劑上被轉化，繼而在二段轉化器中處理部分轉化的氣體，將空氣引入二段轉化器中以提供氨合成所需的氮氣量。在二段轉化器中生成了轉化氣，它具有更大的氫和較少量的烴。原料氣轉化反應工藝是從烴分解成甲烷、二氧化碳和一氧化碳開始的：

并以這些產物的轉化而結束，即通過所期望的吸熱的甲烷轉化反應：

以及通過伴隨的放熱反應：

將轉化氣中的一氧化碳在一個或多個變換爐中轉變為二氧化碳和另外的氫，用洗滌法脫除二氧化碳。可使粗合成氣通過甲烷化進一步處理以除去富氫氣體中的二氧化碳和一氧化碳，然后生成氨合成氣，合成氣中大約含有三份氫和一份氮，即氨中氫和氮的化學計量比為3∶1，另外還有少量的穩定性氣體，如甲烷、氬和氦。氣體通過金屬鐵（通常為磁鐵礦）載體上的催化劑表面進而使氨合成氣轉化成氨，并可使用其它金屬氧化物作助催化劑。氨按下列放熱反應合成：

通常的轉化氨工廠設計通過產生高壓飽和蒸汽來回收全部可利用的廢熱，該廢熱是從二段轉化器排出氣（典型的溫度為1600～1900°F，即約為871～1004℃）降至適于高溫變換爐操作的溫度（典型的使用進口溫度為316～399℃）所產生的。因為在成熟的蒸汽透平技術的壓力范圍內的飽和蒸汽溫度是不大于343℃的，所以這形成了二段轉化器排出氣熱量的溫度降，從熱力學第二定律的觀點看來這是不希望的。更重要的是，這意味著對蒸汽平衡適應性的嚴格限制，因為廢熱僅用于產生飽和蒸汽。

在Pullman的美國專利3，441，393中，使用串聯的兩級飽和蒸汽發生器回收二段轉化器排出氣的熱量。

帝國化學工業公司（ICI）公開的各種專利中，二段轉化器排出氣首先用來在第一級蒸汽發生器產生飽和蒸汽，然后再用于從蒸汽過熱器來的蒸汽產生過熱蒸汽，蒸汽過熱器也從氨合成反應器排出氣中回收熱量。最后，另一些飽和蒸汽是在第二級蒸汽發生器中在送去變換之前的二段轉化器排出氣產生的。