为包含一种或多种烃的原料流的吸热反应提供含氧气流的方法技术

本发明专利技术涉及一种为包含一种或多种烃、具有预定氧气浓度和预定温度的原料流的吸热反应生产含氧气流的方法，其特征在于流体燃料流与初级空气流在初级空气流与流体燃料流的λ值为０．６－１．２时燃烧而获得燃烧气流，并且将次级空气流与该燃烧气流混合而获得用于吸热反应的含氧气流，其中次级空气流的体积流动和温度用于调节该含氧气流的预定氧气浓度和预定温度。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】本专利技术涉及一种为包含一种或多种烃、具有预定氧气浓度和预定温度 的原料流的吸热反应提供含氧气流的方法， 一种进行所述方法的装置及其 用途。通常需要提供具有预定氧气浓度和预定温度的含氧原料流用于吸热反 应工艺。所需温度通常^f艮高以致于它们不能通过仅与工艺自身的产物流热 整合而获得。为此，在现有技术工艺中，通常电加热含氧进料流，这是非 常昂贵的，尤其是对于大型设备。电加热具有的其它缺点是它特别难控制。因此，本专利技术的目的为提供一种提供具有预定氧气浓度和预定温度的 含氧进气流的方法和装置，其可以技术上简单的方式实现并且比电加热便 宜，而且能够选择性调节氧气含量和温度。该目的通过一种为包含一种或多种烃、具有预定氧气浓度和预定温度 的原料流的吸热反应提供含氧气流的方法实现，其中流体燃料流与初级空气流在初级空气流与流体燃料流的入值为0.6-1.2时燃烧而获得燃烧气流； 并且将次级空气流与该燃烧气流混合而获得用于吸热反应的含氧气流；其 中该含氧气流的预定氧气浓度和预定温度经由次级空气流的流速和温度调 节。已经发现通过使流体燃料流与首先的所谓初级空气流燃烧并随后与另 外的所谓次级空气流混合，可以提供用于吸热反应的气流，这满足了预定 吸热反应在氧气浓度和温度方面的要求。所提供的含氧气流为满足预定吸 热反应加热要求的直接氧化剂。流体通常指的是符合非固体连续体的流动定律的所有液体、蒸气和气 体。流体燃料流可特别为气态燃料流。流体燃料流可特别有利地为已存在于用于(S1^吸热反应工艺的设备中 且包含一种或多种烃的原料流的部分料流。作为已存在于用于随后吸热反应工艺的设备中且包含一种或多种烃的原料流的部分料流，流体燃料流可有利地另外具有混入其中的含甲烷气体。此外，作为用于吸热反应的包含一种或多种烃的原料流的部^F流， 流体燃料流可另外具有混入其中的来自吸热反应的返回料流。 使用含氧气流的吸热反应例如可为氧化脱氢或部分氧化。 因此，原料流包含一种或多种烃，其为各吸热反应的初始物质。 在随后吸热反应中要使用的流体燃料流的比例由待进行反应的具体要 求决定，特别是由含氧气流在引入吸热反应过程中必须具有的温度决定。该温度通常可为400-700"C。术语X值以已知方式用于表征包含一种或多种燃料(特别是烃和空气) 的混合物组成，并且定义为实际空气燃料比(相对于空气与燃料的化学计量 比)。因此，X值为l，对应于完全燃烧的组成；X值大于l，对应于贫的空 气/燃料混合物，X值小于l，对应于富的空^l/燃料混合物。才艮据本专利技术方法，将流体燃料流与初级空气流的混合物的入值调节至 入值为0.6-1.2，即将该混合物从5^敞富调节至 ^微贫。因此，燃烧气流仍 可包含残余烃。需要的话，它们在随后方法步骤中通过与次级空气流混合 而完全燃烧。然而，该燃烧气流还可优选包含过量未使用的氧气，特别是 相对于该燃烧气流的总体积为2-3体积％。原料流的部分料流与初级空气流特别是在1500-1700 "C的温度下进行 燃烧。该燃烧气流随后具有混入其中的次级空气流，其优选包含水蒸气以防 止燃烧过程中形成烟灰。优选选择在次级空气流中添加的水蒸气的比例使得排出气流中的水蒸 气含量(即在吸热反应中使用的含氧气流中的水蒸气含量)为0-50体积％， 特别是0.5-4体积％。将初级空气流和次级空气流优选预热到特别是150-200C优选约170 "C的温度。初级空气流和/或次级空气流的预热优选可通过与吸热反应的产物流 热整合而进行。特别是通it^目应地调节水蒸气及特别是次级空气的添加量而将本方法提供的含氧气流的氧气含量调节至优选2-20体积％，更优选13-20体积％ 的值。本专利技术的另一个目的为一种用于进行上述为包含一种或多种烃、具有 预定氧气浓度和预定温度的原料流的吸热反应提供含氧气流的方法的装 置，在该方法中，流体燃料流与初级空气流在流体燃料流的X值为0.6-1.2 时完全燃烧而获得燃烧气流，并且将次级空气流与该燃烧气流混合而获得 用于吸热反应的含氧气流；其中该含氧气流的预定氧气浓度和预定温度经 由次级空气流的流速和温度调节，该装置的特征在于长条状燃烧室，其具 有借助一个或多个在燃烧室一端中心排列而形成燃烧器的喷嘴的流体燃料 流的供料，及将初级空气流供入喷嘴区域的供料，借助燃烧室圓周上的开 口供应次级空气流的供料，并且在燃烧室另一端具有所述方法提供的含氧 气流的出口 。该装置包括长条状燃烧室，其由耐高温材料，特别是耐高温刚，优选 铬镍刚制成，并且具有外部绝热层。该燃烧室基本上可为立方形。"基本 上"在这里是指燃烧室的几何形状，特别是其两端处，即将燃烧气体供入 燃烧器的区域和出口区域，可能与立方形的几何形状不同。该燃烧室基本上为圆柱形。"基本上"在这里是指燃烧室的几何形状， 特别是其两端处，即将燃烧气体供入燃烧器的区域和出口区域，可能与圆 柱形的几何形状不同。此外，在优选的实施方案中，燃烧室壁由两个或更 多个同心段组成，同心段的直径随着与该燃烧室的燃烧器端距离的增加而 增加，因此该实际方案只是基本上为圆柱形，而不是精确的圆柱形。燃烧室可优选垂直排列，其中燃烧器端在底部，而出口端在顶部。长条状燃烧室在其一端具有流体燃料流的供料，所述供料在中心排列 且借助一个或多个形成燃烧器的喷嘴而通向燃烧室。将初级空气流特别是借助围绕流体燃料流的供料线同心排列的管线而 引入喷嘴区域。借助燃烧器技术中常用的火焰检测器监测燃烧。在燃烧室圆周上提供有用于将次级空气与来自燃烧器的燃烧气体混合 的开口。它们可为燃烧室壁中的穿孔，其在燃烧室区域中可沿着圆周在燃烧器 后面排列在一个或多个环形路径上。然而，燃烧室圆周上的用于供应次级空气的开口优选为鳍状环缝。它 们优选从燃烧室中间开始排列并因燃烧室壁由两个或更多个同心管段组成 而形成，同心管段的直径随着管段与燃烧器距离的增加而增加，并且其中 前面管段的外径小于各后面管段的内径。因此，用于供应次级空气流的环 缝保持在所述管段之间，其部分彼此插入。通过具有上述用于供应次级空气流的环缝的具体实施方案，不仅实现 了对所提供的含氧气流的预定氧气含量和预定温度的调节，而且次级空气 流还另外对燃烧室壁具有冷却作用。在与燃烧器相对的燃烧室那端，存在含氧气流出口。静态混合器可优 选设置在出口区域中。本专利技术的目的还有提供含氧气流的上述方法和上述装置在氧化脱氢工 艺，特别是丙烷氧化脱氢或丁烷氧化脱氢中的用途。现在将参考附图更详细地描述本专利技术。唯一的图l显示出本专利技术燃烧室的优选实施方案的断面示意图。燃烧室1在一端具有流体燃料流的供料2，其末端为燃烧室1中的一 个或多个喷嘴3，及初级空气流的供料4，其围绕原料流的供料2同心排列 并通向喷嘴3区域。次级空气流经由燃烧室1外壁与绝热层6之间的另一个供料5导入燃 烧室并且可经由穿孔7进入燃烧室1，所述穿孔7例如沿着圆周排列在四 个环形路径上。大致从燃烧室1中间开始，例如提供有三个环缝8，次级空气通过所 述环缝8沿着燃烧室壁流入燃烧室1。燃烧室末端为含氧气流的出口 9。静态混合器IO设置在出口 9区域中。权利要求1.一种为包含一种或多种烃、具有预定氧气浓度和预定温度的原料流的吸热反应提供含氧气流的方法，其中流体燃料流与初级空气流在初级空气流与流体本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种为包含一种或多种烃、具有预定氧气浓度和预定温度的原料流的吸热反应提供含氧气流的方法，其中流体燃料流与初级空气流在初级空气流与流体燃料流的λ值为０．６－１．２时燃烧而获得燃烧气流；并且将次级空气流与所述燃烧气流混合而获得用于吸热反应的含氧气流；其中所述含氧气流的预定氧气浓度和预定温度经由次级空气流的流速和温度调节。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：G奥尔贝特，F科尔，S克罗内，
申请(专利权)人：巴斯夫欧洲公司，
类型：发明
国别省市：DE[德国]