Нове в технології

Фірма «Uhde» розробила нову технологію, в якій тепло технологічних газів, що виходять з вторинного риформінгу, використовується для проведення конверсії природного газу в первинному риформінгу, замість тепла, одержуваного при спалюванні паливного газу в пальниках печі.

Друга розробка фірми «Uhde» — це нова конструкція печі первинного риформінгу з нижнім розташуванням передавального колектора.

Комбінований автотермічний риформинг (КАР)

У новому процесі парового риформінгу відсутня піч первинного риформінгу з вогневим обігрівом. Для проведення парогазової конверсії природного газу використовується тепло технологічного газу, що відходить з реактора вторинного риформінгу. Основні стадії процесу:

• — первинний каталітичний парової риформинг;
• — часткове окислення;
• — адіабатичний каталітичний парової риформинг (за бажанням);
• — теплообмін.

Всі три (або чотири) стадії поєднані в одному апараті і через свою компактність він отримав назву «комбінований автотермічний реактор риформінгу» — КАР.

Для КАР характерні в основному три проблеми:

• 1. Введення окислювача в потік, що виходить з труб риформінгу, що забезпечує належне перемішування реагентів і достатній час перебування газів в камері часткового окислення.
• 2. Конструкція пристрою для посилення теплообміну з метою досягнення оптимальних температур і проблеми теплового розширення цих пристроїв.
• 3. Питання ефективного розміщення каталізатора вторинного риформінгу.

Трубчаста решітка, на якій тримаються всі труби, має шарувату конструкцію і служить для розподілу парогазової суміші по окремих трубках риформінгу. Процес парогазової конверсії первинного риформінгу протікає в трубках, заповнених каталізатором. Труби обігріваються газом, які повертаються з камери часткового окислення. Частково конвертований газ, що виходить з труб риформінгу, і окислювач надходять через форсунки в камеру часткового окислення. У цій камері вони підтримують загальний тепловий баланс процесу і забезпечують остаточний склад конвертованого газу (це у випадку, якщо відсутня стадія вторинного каталітичного риформінгу).

Для вирішення проблеми теплообміну застосована установка зовнішніх труб навколо кожної реакційної труби, що забезпечує наявність кільцевих просторів. Цим вирішуються всі проблеми теплопередачі і теплового розширення. Зовнішні трубки підвішуються до трубної решітці, а їх нижні кінці розташовуються в зоні помірних температур, так що вони не піддаються сильній напрузі.

Для вирішення першої проблеми слід всі потоки продуктів реакції подавати глибоко в зону часткового окислення після введення в них окислювача. В іншому разі не досягається ефективна конверсія метану.

Для процесу КАР важливо, щоб конвертований газ (що виходить з труб риформінгу) і окислювач, що входять в мертву зону камери часткового окислення, були добре перемішані і залишалися б у цій зоні до досягнення необхідних рівномірних температур і складу газу. Число і місце розташування форсунок для введення окислювача, їх розмір і напрямок вибираються так, щоб вони створювали вихровий потік в камері. Все це є предметом НОУ-ХАУ фірми.

Зона відносного загасання вихрового потоку в центрі його є тією зоною, де потік прямує в бік мертвого сектора камери, а повертається він по стінці. Тому газ надходить в зону труби виключно з периферії, тому відсутні вертикальні потоки вгору між виходами труб риформінгу.

На якість одержуваного газу, а також на витрату окислювача не впливає, чи проводилася реакція у вторинній зоні як часткове окислення, або застосовувався каталізатор вторинного риформінгу. Відбувається це через те, що тепловий баланс КАР можна регулювати шляхом утилізації тепла, що надходить із зони вторинного риформінгу, і шляхом подачі ендотермічного тепла в зону первинного риформінгу.

Основні відмінності при застосуванні каталізаторів вторинного риформінгу, що є НОУ-ХАУ фірми: — температура в зоні часткового окислення знижується на 2500С;

— в результаті менше стає потреба в теплі, а звідси і менше стає зона, необхідна для теплопередачі на стадії первинного риформінгу.