【技术实现步骤摘要】
用于吸热反应的装置和方法本专利技术涉及用于进行吸热反应的装置和方法，更具体地说，涉及用于将轻烃类，特别是蒸汽和/或二氧化碳和轻烃类的混合物重整的催化重整装置和方法。重整的装置和方法迄今已被用来进行各种各样的吸热反应。例如，蒸汽重整是一种可用来将天然气和其他烃类转变为合成气体(通常简称合成气)的已知方法。另一种吸热反应是将乙烷转变(热解)成乙烯并同时产生副产品氢。根据不同的吸热反应，催化剂可能需要，也可能不需要。一种适用于对烃类进行蒸汽重整的催化剂是吸附在例如氧化铝等惰性介质上的镍。很多工业的蒸汽重整器是一种应用填充催化剂的反应管的辐射型重整器。这些重整器都是使用以燃料气和低压空气进料的数目较少的大型燃烧器进行非直接的加热。在最热的区段，热传导主要是依靠气体辐射，其次是依靠耐火材料的辐射和对流。对反应管的均匀辐射被认为是要求严格的，因为反应管壁的局部过热将导致重整器反应管寿命的显著降低。为了避免局部过热，一种解决办法是扩大反应管、炉壁和燃烧器火焰之间的距离。因此，如以单位生产能力为基础计算，这类辐射型重整器将是大体积的和昂贵的。另外它们还需要附加的热交换器来冷却合成气产品并预热进料气。通常，与这类先有技术有关的辐射型重整器有关的操作原理不能使这类重整器获得较低的造价、较高的效率和较紧凑的结构以及较长的反应管寿命。-->为了获得一种能够达到结构紧凑和寿命长的吸热反应装置，已经进行了各种各样的尝试。在美国专利US4,692,306中披露，为了达到所说的目的，使用了一种新颖的燃烧室结构，它可以防止在燃烧器火焰与反应室之间发生直接接触。因此，在先有技术的吸热反应装置...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种用于进行吸热反应的吸热反应装置，该装置含有：一个反应器(11)，该反应器包括一个供吸热反应物进入的入口(39)，以便使该反应物进行吸热反应从而将其转变成一种吸热反应产物；一个供吸热反应物排出的出口(51)以及一个放热反应室(81)，至少一根反应管(28)，它在所说入口与所说出口之间提供一条流动通道，所说反应管通过所说放热反应室(81)延伸，以及第一和第二供料装置，它们分别用于将第一和第二放热反应流体供入放热反应室(81)，以便在所说放热反应室中进行放热反应以及使放热反应产物按照从所说放热反应室的上游流向其下游的方向流动，所说第一供料装置具有第一流体出口设备(68)，以便将所说第一流体在所说放热反应室的上游端，以一种能在流经该反应室时具有基本上均匀流速的方式，导入所说的放热反应室中，所说第二供料装置包括第二流体出口设备(90)，以便在所说第一流体出口设备处或在其下游，并且在与所说一个反应管邻近但相互错开的许多分散位置上，将所说第二流体导入所说放热反应室，从而使得从所说第二流体出口设备出来的第二流体与所说第一流体混合，以便在所说第二流体出口设备的下游产生包围着所说一个反应管的高温火焰，以及产生包围着并沿着所说一个反应管流动的高温放热反应产物，以便加热所说的一个反应管以支持吸热反应物在流过反应管时转变成吸热反应产物的吸热转变反应。2.如权利要求1所述的一种吸热反应装置，其中所说的第一流体出口设备包括一个流体分配元件(68)，该元件沿垂直于所说一个反应管的方向延伸，并且其上具有许多小孔(80)，所说第一流体通过这些小孔而流入所说放热反应室的上游端。3.如权利要求2所述的一种吸热反应装置，其中所说的第一供料装置包括一个第一流体增压室(71)，该增压室处于所说分配元件侧面，与所说放热反应室相反的一侧。4.如权利要求3所述的一种吸热反应装置，其中所说的第二流体出口设备包括许多喷嘴管(90)，这些喷嘴管从所说分配元件(68)伸入所说放热反应室中，其方向通常平行于所说一个反应管(28)并与其相互错开。5.如权利要求4所述的一种吸热反应装置，其中所说的第二供料装置包括一个第二流体增压室(70)，有许多喷嘴管与该增压室连接，所说第二流体增压室处于所说第一流体增压室(71)侧面，与所说放热反应室相反的一侧。6.如权利要求5所述的一种吸热反应装置，其中所说的一个反应管(28)具有一个下游部分，其位置处于在吸热反应产物向所说出口流动的方向上，所说放热反应室的下游，所说第一供料装置包括一个第一供料管(65)，所说一个反应管的下游部分通过该第一供料管共同延伸，在所说第一供料管与所说的一个反应管之间，形成一条可与所说的一个反应管的下游部分进行热交换的第一流体通道(76)，而所说第一流体通道与所说第一流体增压室(71)相连通。7.如权利要求6所述的一种吸热反应装置，其中所说的第二供料装置包括一个第二供料管，所说第一供料管(65)通过该第二供料管共同延伸，在所说第一和第二供料管之间，形成一条可与所说第一流体通道及所说一个反应管的下游部分进行热交换的第二流体通道，而所说第二流体通道与所说第二流体增压室(70)相连通。8.如权利要求1所述的一种吸热反应装置，该装置包含这样一个设备，该设备能使放热反应产物从所说放热反应室排出，并以大大高于该放热反应产物流经所说放热反应室的速度，包围着和沿着所说一个反应管(28)的上游部分流动，以便提高热量从所说放热反应产物传给所说反应管上游部分的热交换速率，从而加热流经所说反应管上游部分的吸热反应物，所说设备包含一个废气管(94)，所说的一个反应管的上游部分通过该废气管共同延伸，在所说废气管和所说一个反应管的上游部分之间，形成了一条可供放热反应产物排出的废气通道(104)，而所说废气管所具有的一个入口端(105)的构形，可使得正在进入该废气管的放热反应产物的流动速度逐渐增加，从而避免在所说反应管以及在所说废气管的所说废气管入口端处产生局部过热。9.如权利要求8所述的一种吸热反应装置，其中所说废气管的入口部分(105)呈喇叭口状径向朝外张开，从而使得该放热反应产物在通过所说喇叭形入口部分时的流速逐渐增加。10.如权利要求1所述的一种吸热反应装置，其中所说的第二流体出口设备包括许多以基本上平行于所说的一个反应管(28)的方向并且相互错开地伸入所说放热反应室的喷嘴管(90)。11.如权利要求10所述的一种吸热反应装置，其中所说的第二供料装置包括一个第二流体增压室(70)，有很多喷嘴管(90)与该增压室连接。12.如权利要求10所述的一种吸热反应装置，其中所说的一个反应管具有一个下游部分，其位置处于在吸热反应产物向所说出口流动的方向上，所说放热反应室的下游，所说第一供料装置包括第一供料管(65)，所说一个反应管的下游部分通过该第一供料管共同延伸，在所说第一供料管与所说一个反应管之间形成一条可与所说第一反应管的下游部分进行热交换的第一流体通道(76)，所说第二供料装置包括一个第二供料管(86)，所说第一供料管通过该第二供料管共同延伸，以及在所说第一和第二供料管之间形成一条可与所说第一流体通道及所说一个反应管的下游部分进行热交换的第二流体通道(88)。13.如权利要求1所述的一种吸热反应装置，该装置包括填充在所说一个反应管内的吸热反应催化剂(108)。14.如权利要求1所述的一种吸热反应装置，其中所说的反应器包括一个与所说入口(39)相连接的入口集流室(38)和一个与所说出口(51)相连接的出口集流室(49)，而所说的至少一个反应管(28)，包括许多在所说入口集流室和出口集流室之间提供相应流动通道的反应管(28)，这些反应管相互隔开地通过所说放热反应室(81)延伸。15.如权利要求14所述的一种吸热反应装置，其中所说的第二流体出口设备包括许多插入在所说各反应管(28)之间的许多喷嘴管(90)，以便将所说第二流体导入处于所说第一流体出口设备下游的所说放热反应室。16.如权利要求15所述的一种吸热反应装置，其中所说的喷嘴管(90)基本上均匀地分散在所说各反应管(28)之间。17.如权利要求15所述的一种吸热反应装置，其中所说的喷嘴管(90)出口端的取向，可使得从其中喷出的第二流体的方向基本上与所说反应管(28)相平行。18.如权利要求15所述的一种吸热反应装置，其中所说的第一流体出口设备，包括一个处于所说放热反应室(81)上游端的流体分配元件(68)，所说流体分配元件具有许多插入在所说各反应管(28)之间的喷射口(90)，以便在所说喷嘴管(90)出口端的上游位置将所说第一流体喷入所说放热反应室。19.如权利要求15所述的一种吸热反应装置，其中所说的反应管(28)具有一个下游部分，其位置处于在吸热反应物和产物通过所说反应管的流动方向上，所说放热反应室的下游，所说第一和第二供料装置包括许多供料管(65，66)，所说反应管的下游部分通过这些供料管共同延伸，在所说供料管与所说反应管下游部分之间，形成可供第一和第二流体通过并能与所说反应管的下游部分进行热交换的各自的流动通道(76，88)。20.如权利要求15所述的一种吸热反应装置，其中所说的每一个反应管(28)皆具有一个下游部分，其位置处于在吸热反应物和产物通过所说反应管的流动方向上，所说放热反应室的下游，而每一个反应管皆与包括一个内管(65)和一个外管(86)的一对供料管相连，所说反应管的下游部分通过这些供料管而纵向延伸，并与所说的内管形成一条内流动通道(76)，，所说内管通过该外管而纵向延伸并与所说的...
【专利技术属性】
技术研发人员：R·C·卢尔，R·A·费利斯，
申请(专利权)人：标准石油公司，
类型：发明
国别省市：
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