專利名稱：氨合成氣體和動力的聯合生產的方法及設備的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種通過烴原料的一級和二級蒸汽轉化生產合成氣體和產生動力的方法，其中從高壓下的二級蒸汽轉化中被收回的部分合成氣體在氣體渦輪機中膨脹以產生動力，并且膨脹的合成氣體在一級蒸汽轉化步驟中用作燃料。
由烴原料先后經過一級和二級蒸汽轉化來制備合成氣體是公知的技術。慣用的制備方法是先后在一明火管式蒸汽轉化器和一個具有頂部燃燒區和底部催化劑區的絕熱燃燒反應器中進行。在燃燒區，烴原料被空氣或含氧氣的大氣部分氧化。來自燃燒區的部分氧化排放物隨后在反應器底部以固定床方式放置的蒸汽轉化催化劑存在情況下被蒸汽轉化。在絕熱轉化器中典型的操作條件為850℃,2～4MPa，蒸汽與碳的比率大于1，視所需的氣體產品而定。
絕熱蒸汽轉化存在的一個問題是在烴的亞化學計量燃燒中形成煙灰。尤其是通入絕熱轉化器的氣體的蒸汽與碳的比率低時，在燃燒區會明顯地形成煙灰。
在許多工業應用中都要求通入的氣體的蒸汽與碳的比率低。這樣，生產氫和一氧化碳合成氣體時，蒸汽與碳的比率小于1有利于在氣體產品中獲得最佳的氫氣和一氧化碳的比率。
過去，曾為減少在絕熱轉化中在蒸汽與碳的比率低的情況下煙灰的形成做過一些嘗試，包括特殊的燃燒器的設計和操作條件的控制。
歐洲專利申請(申請號為99102386)公開了一種無煙絕熱催化蒸汽轉化方法，該方法是根據被轉化原料的絕熱氣體溫度和蒸汽與碳的比率，將操作壓力控制在一定范圍，以避免煙灰的形成。
進一步發現在蒸汽與碳的比率很低的情況下，操作壓力高于3.5MPa便可以實現無煙灰轉化。
在絕熱蒸汽轉化過程中高壓操作的缺點是為壓縮通入的氣體需要昂貴的費用。在隨后的工藝設備中，一般要求使用較低壓力的合成氣體。
現在發現，當從處于高壓的轉化器中被收回的部分合成氣體在氣體渦輪機中釋壓以產生動力，并且膨脹的氣體在明火管式蒸汽轉化器中用作燃料時，用于將通入的氣體壓縮入自熱轉化器的大量能量將被重新獲得。
因此，本發明提供一種合成氣體和動力的聯合生產方法，包括烴原料的一級和二級蒸汽轉化步驟，其中，從高壓下的二級蒸汽轉化中收回的部分合成氣體在氣體渦輪機中膨脹以產生動力，并且膨脹的合成氣體在一級蒸汽轉化步驟中用作燃料。
本發明的一個特定的實施例如附
圖1所示。
在圖1所示的方法中，首先，烴原料氣體1和蒸汽在管式蒸汽轉化器10中被蒸汽轉化。蒸汽轉化器10含有一外部被燃燒器15中燃燒的燃料加熱的常規的蒸汽轉化催化劑12的固定床。
本發明的一個重要特征是用于加熱蒸汽轉化催化劑的燃料是通過在下面進一步描述的方法獲得的合成氣體的部分氣流5。
來自催化劑床12經一級蒸汽轉化的氣流2被收回并和氧化劑流3一起被引入二級轉化器16。在二級轉化器16中，經一級蒸汽轉化的氣流2通過已知的二級蒸汽轉化方法被進一步蒸汽轉化。反應器16的操作條件和使用的催化劑是常規的并歸納于下表中。來自反應器16經蒸汽轉化的氨合成氣體4被收回并將其中的一部分送入產品線路6，余下的氣流經過氣體渦輪機18，在那里氣體膨脹而產生轉動的軸動力。來自氣體渦輪機18的膨脹合成氣體5然后在燃燒器15中燃燒，為一級轉化器10供熱。
上述方法中的工藝條件和不同氣流的組成歸納于下表。
表
氣體渦輪機的功率15.8MW從上表可以看出當生成的合成氣體在氣體渦輪機中體積膨脹約20％時，通過上述方法便可產生15.8MW的動力。
權利要求
1．合成氣體和動力的聯合生產方法，包括烴原料的一級和二級蒸汽轉化步驟，其中從高壓下的二級蒸汽轉化中被收回的部分合成氣體在氣體渦輪機中膨脹以產生動力，并且膨脹的合成氣體在一級蒸汽轉化步驟中用作燃料。
2．合成氣體和動力的聯合生產設備，包括在與二級蒸汽轉化器連接的燃料加熱的一級蒸汽轉化器；一個與二級蒸汽轉化器出口線路連接的氣體渦輪機，用于將通過二級蒸汽轉化器出口線路收回的至少部分生成的合成氣體膨脹；用于使膨脹的合成氣體通入至位于一級蒸汽轉化器中燃燒器的線路。
全文摘要
合成氣體和動力的聯合生產方法,包括烴原料的一級和二級蒸汽轉化步驟,其中,從高壓下的二級蒸汽轉化中收回的部分合成氣體在氣體渦輪機中膨脹,以產生動力,并且膨脹的氣體在一級蒸汽轉化步驟中用作燃料。
文檔編號C01B3/38GK1232783SQ9910629
公開日1999年10月27日 申請日期1999年4月15日 優先權日1998年4月16日
發明者H·S·安德森 申請人:赫多特普索化工設備公司