具有经支撑的重整器管的重整炉制造技术

本发明专利技术提供用于将烃进料转化为合成气流的重整炉。重整炉包括至少一个插入式重整器管，其至少部分地位于封闭容积内。该重整炉包括第一支撑件，该第一支撑件设置成抵靠重整炉的第二端壁以支撑所述至少一个插入式重整器管的第二端部。管的第二端部。管的第二端部。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有经支撑的重整器管的重整炉


[0001]本专利技术提供一种重整炉，用于为将烃进料转化为合成气流的吸热反应提供负荷。重整炉包括至少一个插入式重整器管，其至少部分位于封闭容积内。重整炉包括第一支撑件，该第一支撑件设置成抵靠重整炉的第二端壁以支撑所述至少一个插入式重整器管的第二端部。

技术介绍

[0002]目前工业应用中使用的一种热交换反应器是插入式管式反应器。传统的插入式管式反应器由同轴设置在外护套管中的内管组成。催化剂颗粒装载在内管壁和外管壁之间的环形空间中。因此，反应物的工艺流通过使工艺流通过与沿套管壁在外部流动的导热介质成导热关系的催化剂而发生反应。当用于需要热量的吸热反应时，工艺流中反应所需的热量通过与管中工艺流的间接热交换提供。流经催化剂后，经反应的工艺流撞击外管的封闭端，在外管中，流反向流至反应器的内管，然后作为产物流从反应器中抽出。
[0003]欧洲专利申请号334540、GB专利申请号2213496和欧洲专利申请号194067公开了插入式管式反应器在烃工艺流的蒸汽重整中的使用。
[0004]出版物US2015/0076410公开了一种重整炉，包括自由悬挂在重整炉中的插入式重整器管。重整器管的封闭管端与重整炉底部之间不存在机械连接。这种结构是典型的，因为它允许来自封闭管端周围的外部加热气体良好的气体流动，从而良好地将热传递到封闭管端。
[0005]插入式重整器管的长度可达10或12米。在重整过程中，加热、催化剂装载或气流的任何不均匀都可能导致重整器管发生不期望的弯曲或挠曲。同时，在重整过程中，重整器管可沿纵向膨胀，在建造重整炉时应考虑到这一点。能够测量插入式重整器管的温度也将是有益的，尤其是在其封闭端。这种布置还可以方便地测量催化剂床出口处的工艺气体温度，以进行工艺控制。
[0006]本专利技术的技术旨在解决上述问题中的至少一个。
[0007]专利技术概述
[0008]在第一方面中，本专利技术涉及一种用于将烃进料转化为合成气流的重整炉，所述重整炉具有由相对的第一和第二端壁以及在所述第一和第二端壁之间延伸的至少一个侧壁限定的封闭容积；
[0009]‑
所述重整炉包括至少一个插入式重整器管，其至少部分位于所述封闭容积内，
[0010]‑
所述至少一个重整器管包括第一端部和第二端部，所述第一端部和第二端部沿插入式重整器管的长度轴Y
‑
Y设置在插入式重整器管的相对端；
[0011]‑
其中用于所述烃进料的进料气入口和用于所述合成气流的工艺气体出口设置在所述至少一个插入式重整器管的所述第一端部中；
[0012]‑
并且其中所述至少一个插入式重整器管的所述第二端部是封闭的；
[0013]‑
所述重整炉还包括第一支撑件，所述第一支撑件设置成抵靠重整炉的第二端壁
以支撑所述至少一个插入式重整器管的第二端部，以防止插入式重整器管(10)的第二端部(12)在沿垂直于所述中心轴Y
‑
Y的方向上相对于重整炉(100)发生位移；
[0014]‑
其中插入式重整器管(10)沿中心轴Y
‑
Y延伸，并且所述第一支撑件(60)设置成允许插入式重整器管(10)的第二端部(12)在操作期间在沿平行于所述中心轴Y
‑
Y的方向上相对于重整炉(100)发生位移。
[0015]本专利技术的技术的其他方面在从属权利要求、附图和以下描述文本中阐述。
[0016]附图的简要说明
[0017]参照所附示意图描述了该技术，其中：
[0018]图1示出了根据本专利技术的插入式重整器管。
[0019]图2和图3显示了根据本专利技术的重整炉的变体。
[0020]专利技术详述
[0021]重整炉和插入式重整器管的元件，例如炉壁或重整器管的端部被描述为“第一”或“第二”。表示为“第一”的所有部件的所有元件彼此位于同一端。通常，重整炉竖立在基本水平的表面上；在这种情况下，第一端或第一端壁比第二端或端壁离水平面更远。
[0022]因此，提供了一种重整炉，其适于将烃进料转化为合成气流。
[0023]重整炉通常由钢制成，根据需要布置绝缘材料(如陶瓷材料)，以保持内部温度，同时保护外部结构免受过高温度的影响。离开重整炉的烟气温度通常在1000
‑
1100℃之间。重整炉具有由相对的第一和第二端壁以及在所述第一和第二端壁之间延伸的至少一个侧壁限定的封闭容积。炉壁是隔热的。
[0024]第一和第二端壁通常是平面的，但也可以是弯曲的。可能存在四个侧壁，因此重整炉通常为长方体。
[0025]一个或多个加热元件位于重整炉的封闭容积内。适当地，加热元件为气体燃烧器。通常，加热元件均匀分布在重整炉的整个封闭容积内，从而使炉在整个封闭容积内均匀加热。
[0026]重整炉包括至少一个插入式重整器管，其至少部分位于所述封闭容积内。插入式重整器管一般如EP535505中所述，其内容在此通过引用并入本文，并如附图1所示。术语“插入式重整器管”和“重整器管”在本文中互换使用。
[0027]在蒸汽重整过程中，烃和蒸汽流被催化重整为氢气和碳氧化物的产物流；以以下反应为代表：
[0028]CH4+H2O
→
CO+3H2ΔH
°
298
＝
‑
49.3kcal/摩尔
[0029]CH4+2H2O
→
CO2+4H2ΔH
°
298
＝
‑
39.4kcal/摩尔
[0030]本领域已知用于此类蒸汽重整工艺的合适的工艺条件(温度、压力、流速等)和合适的催化剂。
[0031]一般而言，插入式重整器管包括外管和设置在所述外管内的内管。催化剂床设置在内管和外管之间。设置插入式重整器管使得经由进料气入口进入插入式重整器管的烃进料沿着外管流动，在外管中，烃进料经由催化剂床转化为合成气。由此产生的合成气沿着内管流动，然后通过所述工艺气体出口离开插入式重整器管。
[0032]在350℃以上的温度下，通过与管式热交换反应器中的蒸汽重整催化剂床接触，引发蒸汽重整反应。为了确保烃的高转化率，使烃流在流经催化剂床期间的温度逐渐升高。通
过催化剂后，经反应的工艺流在750℃和950℃之间的温度下作为产物流在外部重整器管出口端离开催化剂。在催化剂中进行的吸热重整反应所需的热量由加热炉壁的辐射提供。插入式重整器管的设计允许在通过内管(具有催化剂床)的合成气和位于外管的气体之间进行额外的热交换。
[0033]插入式重整器管通常为圆柱形，其中内管和外管具有围绕中心长度轴Y
‑
Y的圆形横截面。重整器管在第一端和第二端之间延伸。所述重整器管包括第一端部和第二端部，所述第一端部和第二端部沿插入式重整器管的长度轴Y
‑
Y设置在插入式重整器管的相对端部。第一端部是从第一端向本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于将烃进料(201)转化为合成气流(202)的重整炉(100)，所述重整炉(100)具有由相对的第一(101)和第二(102)端壁以及在所述第一(101)和第二(102)端壁之间延伸的至少一个侧壁(103)限定的封闭容积(100a)；
‑
所述重整炉(100)包括至少一个插入式重整器管(10)，其至少部分位于所述封闭容积(100a)内，
‑
所述至少一个重整器管(10)包括第一端部(11)和第二端部(12)，所述第一端部(11)和第二端部(12)沿至少一个插入式重整器管(10)的长度轴Y
‑
Y设置在所述至少一个插入式重整器管(10)的相对端；
‑
其中用于所述烃进料(201)的进料气入口(11')和用于所述合成气流(202)的工艺气体出口(11”)设置在所述至少一个插入式重整器管(10)的所述第一端部(11)中；
‑
并且其中所述至少一个插入式重整器管(10)的所述第二端部(12)是封闭的；
‑
所述重整炉(100)还包括第一支撑件(60)，所述第一支撑件(60)设置成抵靠重整炉(100)的第二端壁(102)来支撑所述至少一个插入式重整器管(10)的第二端部(12)，以防止插入式重整器管(10)的第二端部(12)在沿垂直于所述中心轴Y
‑
Y的方向上相对于重整炉(100)发生位移；
‑
其中插入式重整器管(10)沿中心轴Y
‑
Y延伸，并且所述第一支撑件(60)设置成允许插入式重整器管(10)的第二端部(12)在操作期间在沿平行于所述中心轴Y
‑
Y的方向上相对于重整炉(100)发生位移。2.根据权利要求1所述的重整炉(100)，其中所述至少一个插入式重整器管(10)的封闭的第二端部(12)设置在重整炉(100)的封闭容积(100a)内。3.根据前述权利要求中任一项所述的重整炉(100)，其中所述至少一个插入式重整器管(10)的用于所述烃进料(201)的进料气入口(11')和用于所述合成气流(202)的工艺气体出口(11”)设置在重整炉(100)的封闭容积(100a)外部，且其中重整炉(100)的第一端壁(101)包括具有密封件(101b)的开口(101a)，至少一个插入式重整器管(10)穿过该密封件。4.根据前述权利要求中任一项所述的重整炉(100)，所述重整炉(100)还包括第二支撑件(50)，所述第二支撑件(50)设置成至少在至少一个插入式重整器管(10)的长度轴Y
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【专利技术属性】
技术研发人员：S，
申请(专利权)人：托普索公司，
类型：发明
国别省市：