Способ паровой конверсии углеводородов
Изобретение относится к химической и нефтехимической промышленности. Цель - снижение вредных выбросов и увеличение срока службы реакционных труб и катализатора . Способ паровой каталитической конверсии углеводородов осуществляют в реакционных трубах трубчатой печи за счет обогрева их дымовыми газами от сжигания топлива в потолочных горелках и последующего каскадного сжигания топлива в туннельных горелках. Сжигание топлива в потолочных горелках ведут при коэффициенте избытка воздуха ,65-0,98. По сравнению со способом-прототипом срок службы реакционных труб увеличивается в 1,25 раза, катализатора в 1.5 раза, а содержание окислов азота в дымовых газах сокращается в 6 раз. 1 табл.
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК (я)з С 01 В 3/16
Ъ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ
ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ
ПРИ ГКНТ СССР
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4708010/26 (22) 20,06.89 (46) 30.05.92. Бюл. N 20 (71) Пермское производственное объединение "Пермнефтеоргсинтез" им. XXI II съезда
КПСС (72) А.ИЛу1алышев (53) 661,961.361(088,8) (56) Патент СССР N- 359839, кл. С 01 G 11/28, 10.07,67. (54) СПОСОБ ПАРОВОЙ КОНВЕРСИИ УГЛЕВОДОРОДОВ (57) Изобретение относится к химической и нефтехимической промышленности. Цель— снижение вредных выбросов и увеличение
Изобретение относится к химической промышленности и нефтехимической и может быть использовано в производстве аммиака, метанола и высших спиртов.
Цель изобретения — снижение вредных выбросов и увеличение срока службы реакционных труб и катализатора.
Поставленная цель достигается тем, что согласно способу каскадное сжигание топлива с танковыми и продувочными газами, содержащими аммиак, осуществляют,при коэффициенте избытка воздуха а= 0,65-0,98 на потолочных горелках при закрытых регистрах вторичного воздуха, затем одновременной работой туннельных горелок и горелок на пароперегреве, способом сохранения и равномерного распределения тепла в радиантной части печи ffO всей высоте реакционных труб, снижением,, «Ы,, 1736917 А1 срока службы реакционных труб и катализатора, Способ паровой каталитической конверсии углеводородов осуществляют в реакционных трубах трубчатой печи за счет обогрева их дымовыми газами от сжигания топлива в потолочных горелках и последующего каскадного сжигания топлива в туннельных горелках. Сжигание топлива в потолочных горелках ведут при коэффициенте избытка воздуха а = 0,65 — 0,98. По сравнению со способом-прототипом срок службы реакционных труб увеличивается в
1,25 раза, катализатора в 1.5 раза, а содержание окислов азота s дымовых газах сокращается - в 6 раз, 1 табл. содержания вредных выбросов в.атмосферу — окислов азота, повышением активности катализатора по высоте реакционных труб, равномерным нагревом реакционных труб и (Ъ снижением температуры реакционной смеси до 720 — 769 С.
Пример 1. Смесь углеводородного газа и водяного пара подают в реакционные трубы, заполненные катализатором. На катализаторе при 7400С имеет место эндотермический процесс паровой конверсии углеводородов. Подвод тепла для эндотер- а мической реакции осуществляется в резуль-. тате сжигания нагретого природного газа с воздухом в горелках до рабочей температуры металла реакционных труб 890 С. . При нагрузке трубчатой печи(100 g нагрузка по технологическому газу 40 тыс нм /ч по
3 пару l20 т/ч, расход топлива 20 тыс им /ч) 1736917 сжигание топлива в радиальной части печи и последующее каскадное сжигание топлива в туннелях и конвекционной части печи и блоке теплообменной аппаратуры для нагрева и подготовки сырья к высокотемпературным реакциям ведут с коэффициентом избытка воздуха й= 0,82, при этом сжигании в дымовых газах вредные выбоосы в атмосферу составляют 80 — 120 мгlм окислов азота. Это обуславливает равномерное распределение тепла по высоте реакционных труб, паровая конверсия углеводородов идет до остаточного содержания метана 911 об., срок службы катализатора 6 лет, срок службы реакционных труб 112000 ч, Пример 2, Смесь углеводородного газа и водяного пара подают в.реакционные трубы, заполненные катализатором. На катализаторе при 769 С имеет место эндотермический процесс паровой конверсии углеводородом. Подвод тепла для эндотермической реакции осуществляют в результате снижения нагретого природного газа с воздухом в горелках до рабочей температуры металла реакционных труб, равной
890" С.
При пуске и до полной нагрузки трубчатой печи (100 ) нагрузка по технологическому газу 40 тыс нм /ч, Ilo пару 120 т/ч, расхода топлива 21 тыс нм /ч) сжигание з топлива в радиантной части печи и последующее каскадное сжигание топлива в туннелях и конвекционной части печи и блоке теплообменной аппаратуры для нагрева и подготовки сырья к высокотемпературным реакциям ведут с коэффициентом избытка воздуха a = 0,98, дополнительно прикрывают регистры вторичного воздуха потолочных горелок печи, при этом сжигании вредные выбросы в атмосферу в дымовых газах составляют 80-120 мг/м окислов азоз та, Это обуславливает равномерное распределение тепла по высоте реакционных труб, паровая конверсия углеводородов идет до остаточного содержания метана 9-11 об., срок службы катализатора 6 лет, срок службы реакционных труб l 12000 ч.
П р и и е р 3. Смесь углеводородного газа и водяного пара подают в реакционные трубы, заполненные катализатором. На катализаторе при 720 С имеет место эндотермический процесс паровой конверсии углеводородов. Подвод тепла для эндотермической реакции осуществляют в. результате сжигания нагретого природного газа с воздухом в горелках до рабочей температуры металла реакционных труб, равной
890 С.
При полной нагрузке трубчатой печи (100% нагоузка по технологическому газу
40 тыс нм /ч. по пару 120 т/ч, расход топлива 20 тыс нм /ч) сжигание топлива в раз диантной части печи и последующее сжигание топлива в туннелях и конвенционной части печи и блоке теплообменной аппаратуры для нагрева и подготовки сырья к высокотемпературным реакциям ведут с коэффициентом избытка воздуха a =, 0,65, дополнительно прикрывают регистры вторичного воздуха потолочных горелок, при этом сжигании в дымовых газах вредные выбросы в атмосферу составляют 80 — 120
15 мгlм окислов азота, Это обуславливает равномерное распределение тепла по высоте реакционных труб, паровая конверсия углеводородов идет до остаточного содержания метана 9 — 11 об,, срок службы
20 катализатора 6 лет, срок службы реакционных труб 112000 ч.
Пример 4. Смесь углеводородного газа и водяного пара подают в реакционные трубы, заполненные катализатором. На ка25 тализаторе при 770 С имеет место эндотермический процесс с паровой конверсии углеводородов. Подвод тепла для эндотермической реакции осуществляют в результате сжигания нагретого природного газа с
30 воздухом в горелках до рабочей температуры металла реакционных труб, равной
895 С.
При пуске и до полной нагрузки трубчатой печи (100% нагрузка по технологическо35 му газу 400 тыс нм /ч, по пару 120 т/ч, расход топлива 21 тыс нм /ч) сжигание топлива в радиантной части печи и последующее сжигание топлива в туннелях и конвекционной части печи и блоке тепло40 обменной аппаратуры для нагрева и подготовки сырья к высокотемпературным реакциям ведет с коэффициентом избытка воздуха a = 1,00, при этом сжигании в дымовых газах вредные выбросы в атмосферу
45 составляют 500 — 700 мг/м окислов азота, Это обуславливает неравномерное распределение тепла по высоте реакционных труб, паровая конверсия углеводородов идет до остаточного содержания метана 5-8 об., 50 срок службы катализатора 4-5 лет, срок службы реакционных труб 96000 ч.
Пример 5. Смесь углеводородного газа и водяного пара подают в реакционные трубы, заполненные катализатором, На ка55 тализаторе при 719 С имеет место эндотермический процесс паровой конверсии углеводородов, Подвод тепла для эндотермической реакции осуществляют в результате сжигания нагретого природного газа с
1736917
Способ
Показатели
П е лагаемый
П ототип
Температура металла реакционных труб, С
Температура смеси пароуглеводородного потока на выходе из реакционных труб печи, С
Коэффициент избытка воздуха при снижении топлива, и
Содержание метана из реакционных труб печи,об, %
Содержание окислов азота в дымовых га зах, мг/м
Расход топлива, тыс нм /ч
Срок службы реакционных труб, ч
С ок сл жбы катализато а, го
930
890
750-900
1,3 — 2,5
720-769,0,65 — 0,98
9 — 11
9 — 11
500-800
90000
80-120
112000
6 .
Составитель А. Лобановская
Техред M.Ìîðãåíòàë Корректор Э. Лончакова
Редактор М, Бандура
Заказ 1866 Тираж Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5
Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 воздухом в горелках до рабочей температуры металла реакционных труб 885 С.
При нагрузке трубчатой печи (100 нагрузка потехнологическому газу400тыс нм /ч по з пару 120 тыс/ч, расход топлива 19 тыс нм /ч) сжигание топлива в радиантной части печи и последующее каскадное сжигание топлива в туннелях и конвенционной части печи и блоке теплообменной температуры для нагрева и подготовки сырья к высокотемпературным реакциям ведут с коэффициентом избытка воздуха а= 0,63, при этом сжигании в дымовых газах вредные выбросы в атмосферу составляют 120 — 150 мг/м окислов з азота. Это обуславливает неравномерное распределение тепла по высоте реакционных труб, паровая конверсия углеводородов идет до остаточного содержания метана 12—
14 об., срок службы катализатора 6 лет, срок службы реакционных труб 112000 ч.
Примеры 4 и 5 проводят аналогично примерам 1-3 и показывают выход за предлагаемые параметры.
В таблице приведены основные параметры осуществления известного и предлагаемого способов при работе трубчатой печи с сохранением и равномерным расп ределением тепла, уменьшением вредных выбросов в атмосферу, содержащих окислы
S азота 80 — 120 мг/м в дымовых гаММ„:увеличением срока службы реакционных" труб и катализаторов, Из таблицы следует, что по сравнению с прототипом срок службы реакционных
10 труб увеличивается в1,25 раза, катализатора — в 1,5 раза, а содержание окислов азота в дымовых газах сокращается в-6 раз.
Формула изобретения
Способ паровой конверсии углеводоро15 дов, осуществляемой в реакционных трубах трубчатой печи эа счет тепла дымовых газов, получаемых от сжигания топлива в потолочных горелках и последующего сжигания топлива в туннельных горелках, о т л и ч а20 ю щ и и с s тем, что, с целью снижения вредных выбросов и увеличения срока службы реакционных труб и катализатора. сжигание топлива в потолочных горелках ведут при коэффициенте избытка воздуха
25 а= 0,65-0,98.