用于烃转化的方法和反应器技术

本发明专利技术涉及用于烃气体转化的反应器(12,128,198)和方法，其利用了具有独特的进料组件(58,136,200)的反应器(12,128,198)，所述进料组件具有原始涡旋盘状入口流动空间(72,74,76,80,146,148,150,152,208,216,218)、会聚‑发散涡旋混合室(116)和圆柱形反应器室(40)。该设计产生了小燃烧区和通过具有收缩颈部(54)的会聚导管(48)的进料气体的向内涡旋流体流动模式。这提供了适合于烃诸如乙烷的有效裂解以形成烯烃的条件。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于烃转化的方法和反应器
本专利技术涉及用于将各种烃转化以生产更有价值的产物的转化方法以及用于这种转化的反应器设计。背景BASF开发了一种用于生产乙炔的单级燃烧热解方法，该方法在美国专利号5,789,644中进行了描述。该方法已在德国和美国使用多个反应器以50KTA的规模工业化。在该方法中，天然气用作烃进料而纯氧用作氧化剂以产生热，这对于生产乙炔至关重要。这两种料流在扩散器中预混合，并且使用燃烧器单元通过部分氧化使经预混合的富含燃料的气体燃烧。这种设计的主要缺点是在各种原料和操作条件下预混火焰的回火风险以及使用多个燃烧器(这增加了总操作成本)、控热困难以及转化为烯烃产品的碳收率低。此外，尽管乙炔曾经是化学品的构建单元，但在过去的六十到七十年中，烯烃已成为化学工业的构建单元，人们希望直接生产烯烃，而不是使用乙炔的间接加氢路线。常规水蒸汽裂解器是工业上使长链烃断裂和将较小的烷烃(即，石脑油、丁烷、乙烷)变为更小的分子和烯烃诸如乙烯和丙烯的必不可少的反应器。在这样的裂解器中，重质气体(诸如石脑油、液化石油气(LPG)、丙烷和乙烷)与水蒸汽本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于烃转化的反应器系统，其包括：/n反应器容器，所述反应器容器具有限定反应室的反应器壁；/n反应器入口组件，所述反应器入口组件具有会聚导管，所述会聚导管具有围绕中心纵轴并从会聚导管的相对的上游端和下游端延伸的圆周壁，圆周壁的宽度从下游端和上游端到位于会聚导管的下游端和上游端之间的环形收缩颈部逐渐变细，会聚导管的下游端与反应器的反应室流体连通，会聚导管的上游端形成反应器入口组件的入口，/n进料组件，所述进料组件与反应器入口组件的入口流体连通，其中中心轴线穿过进料组件，所述进料组件包括：/n下游进料组件壁(60)，下游进料组件壁(60)周向围绕反应器入口组件的上游端延伸并连接反应器入口组件...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20181023 US 62/749,4241.一种用于烃转化的反应器系统，其包括：
反应器容器，所述反应器容器具有限定反应室的反应器壁；
反应器入口组件，所述反应器入口组件具有会聚导管，所述会聚导管具有围绕中心纵轴并从会聚导管的相对的上游端和下游端延伸的圆周壁，圆周壁的宽度从下游端和上游端到位于会聚导管的下游端和上游端之间的环形收缩颈部逐渐变细，会聚导管的下游端与反应器的反应室流体连通，会聚导管的上游端形成反应器入口组件的入口，
进料组件，所述进料组件与反应器入口组件的入口流体连通，其中中心轴线穿过进料组件，所述进料组件包括：
下游进料组件壁(60)，下游进料组件壁(60)周向围绕反应器入口组件的上游端延伸并连接反应器入口组件的上游端，下游进料组件壁定向成垂直或基本垂直于中心轴线；
上游进料组件壁(62)，上游进料组件壁(62)沿中心轴线在下游进料组件壁(60)的上游轴向间隔并且垂直或基本垂直于中心轴线延伸；
上游气体分隔壁(64)和下游气体分隔壁(66)，它们各自在下游进料组件壁和上游进料组件壁之间轴向间隔并且轴向彼此间隔，上游气体分隔壁和下游气体分隔壁或其圆周部分定向成垂直或基本垂直于中心轴线，上游气体分隔壁(64)和下游气体分隔壁(66)中的至少一个在会聚导管上游的某个位置处终止以限定围绕会聚导管的中心轴线的中心开口(68,70)，上游环形入口流动空间(72)被限定在上游进料组件壁(62)和上游分隔壁(64)之间，下游环形入口流动空间(74)被限定在下游进料组件壁(60)和下游气体分隔壁(66)之间，且中间入口流动空间(76)被限定在上游气体分隔壁(64)和下游气体分隔壁(66)之间；其中：
所述环形入口流动空间导致被引入的进料在所述流动空间内围绕会聚导管的中心轴线以向内涡旋流体流动模式垂直或基本垂直朝向会聚导管的中心轴线流动；并且其中
从上游分隔壁和下游分隔壁中的至少一个的中心开口延伸到反应器入口组件的入口的区域限定进料组件的中心室，其中将来自入口流动空间中的至少一个的热燃烧气体排放到中心室内，其中烃进料和经加热的燃烧气体作为涡旋气体通过会聚导管至反应室。


2.根据权利要求1所述的反应器系统，其中：
环形入口流动空间中的至少一个提供有周向间隔开的导向叶片，所述导向叶片定向成促进涡旋流体在所述至少一个入口流动空间内的流动。


3.根据权利要求2所述的反应器系统，其中：
所述导向叶片可移动到选定的位置和倾斜角度以提供流体在环形入口流动空间内流动的选定的角向与径向速度比。


4.根据权利要求2所述的反应器系统，其中：
所述导向叶片构造成非平面翼型物。


5.根据权利要求1所述的反应器系统，其中：
所述反应器壁是圆柱形的。


6.根据权利要求1所述的反应器系统，其中：
会聚导管的从下游端到环形收缩颈部的圆周壁和任选的与会聚导管的圆周壁连接的反应室的反应器壁的上游部分构造成遵循椭圆形盖或球形盖形状的轮廓线的光滑的连续壁。


7.根据权利要求1所述的反应器系统，其中：
下游气体分隔壁具有延伸部分，所述延伸部分与反应器入口组件的会聚导管的圆周壁的轮廓间隔并遵循该轮廓，并且在环形收缩颈部的下游的某个位置终止，使得限定排放到收缩颈部下游的区域中的下游入口流动空间。


8.根据权利要求1所述的反应器系统，其中：
A和B中的至少一个，其中：
A：中间环形气体入口流动空间被具有中心开口的中间气体分隔壁分开，所述中心开口围绕会聚导管的中心轴线并将中间入口流动空间分成构成用于引入燃料气体进料和氧化剂进料的入口流动空间的上游和下游中间环形入口流动空间；和
B：上游环形气体入口流动空间和中间入口流动空间构成用于引入燃料气体进料和氧化剂进料的入口流动空间。


9.根据权利要求1所述的反应器系统，其还包括：
冷却气体进料组件，所述冷却气体进料组件与反应室和反应器入口组件中的至少一个流体连通，所述冷却气体进料组件包括：
一对轴向间隔开的冷却气体进料组件壁，所述冷却气体进料组件壁定向为垂直或基本垂直于中心轴线，环形冷却气体入口流动空间被限定在冷却气体进料组件壁之间并且与反应室和反应器入口组件中的所述至少一个连通。


10.根据权利要求9所述的反应器系统，其中：
环形冷却气体入口流动空间提供有周向间隔开的导向叶片，所述导向叶片定向成促进在所述冷却气体入口流动空间内的涡旋流体。


11.一种将烃裂解为经裂解的烃产物的方法，所述方法包括：
将包含待裂解...

【专利技术属性】
技术研发人员：S·潘纳拉，B·贝克，L·陈，V·施特恩，I·伦吉尔，D·韦斯特，K·桑卡拉纳拉亚南，
申请(专利权)人：沙伯环球技术有限公司，
类型：发明
国别省市：荷兰;NL