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DE195688T1 - Verfahren und reaktor zur dampfreformierung mit waermeaustausch. - Google Patents

Verfahren und reaktor zur dampfreformierung mit waermeaustausch.

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DE195688T1
DE195688T1 DE198686302121T DE86302121T DE195688T1 DE 195688 T1 DE195688 T1 DE 195688T1 DE 198686302121 T DE198686302121 T DE 198686302121T DE 86302121 T DE86302121 T DE 86302121T DE 195688 T1 DE195688 T1 DE 195688T1
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catalyst
exhaust gas
gas
heat exchange
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DE198686302121T
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Jens Richard Dk-2830 Virum Rostrup-Nielsen
Henrik Otto Dk-2980 Kokkedal Stahl
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Topsoe AS
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Haldor Topsoe AS
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Publication date
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Claims (8)

1. Verfahren zum Dampfreformieren von Kohlenwasserstoffen in einem Reformierreaktor durch Durchleiten einer Zuführströmung aus Dampf und einem oder mehreren Kohlenwasserstoffen als Prozeßgas unter Dampfreformierungsbedingungen und unter äußerer Zuführung von Wärme durch eine gegebene Menge eines Dampfreformierungskatalysators, um eine wasserstoffreiche Produktströmung zu bilden, enthaltend die folgenden aufeinanderfolgenden Schritte:
(a) Durchleiten des Prozeßgases durch einen ersten Abschnitt des Dampfreformierungskatalysators, der 25% bis 75% desselben bildet, wobei die für die endothermen Reaktionen, die in dem Prozeßgas auftreten und die für die Aufheizung des Prozeßgases benötigte Wärme teilweise von einem mäßig heißen Abgas wie unter (b) definiert und teilweise von der Produktströmung geliefert wird, und anschließend
(b) Durchleiten des im Schritt (a) teilweise reformierten Prozeßgases durch den übrigen Abschnitt des Dampfreformierungskatalysators, wobei die für die weiteren endothermen Reaktionen und für die Aufheizung des Prozeßgases benötigte Wärme durch ein heißes Abgas geliefert wird, das durch Verbrennung eines fluiden Brennstoffs erzeugt wird, wobei das heiße Abgas durch diesen gekühlt wird, um das im Schritt (a) verwendete mäßig heiße Abgas zu bilden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem das mäßig heiße Abgas und die Produktströmung, die die Wärme im Schritt (a)
liefern, gleichzeitig und in Gegenstörmung getrennt in indirektem Wärmeaustauschkontakt mit dem das den Schritt (a) durchlaufende Prozeßgas strömen, während das heiße Abgas, das die Wärme dem Prozeßgas im Schritt (b) zuführt, in gleicher Richtung in indirektem Wärmeaustauschkontakt mit dem den Schritt (b) durchlaufenden Prozeßgas strömt, um die Produktströmung zu bilden.
3. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem die Dampfreformierungsbedingungen umfassen: ein Dampf/Kohlenstoff-Verhältnis in der Zuführströmung von 1,5 bis 7, wie zuvor definiert, eine Zuführströmungstemperatur von 35O0C bis 55O0C, eine Produktströmungstemperatur von 75O0C bis 95O0C beim Verlassen des übrigen Katalysatorabschnitts, und ein Prozeßgasdruck von 2 bis 45 bar.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem der Kohlenwasserstoff Erdgas ist und das Dampf/Kohlenstoff-Verhältnis 2,0 bis 4,5 beträgt.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Dampfreformierungsbedingungen weiterhin enthalten: eine Raumgeschwindigkeit, wie zuvor definiert, von 100 bis 4000.
6. Reaktor zur Ausführung des Dampfreformierungsveffahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche, enthaltend ein Druckgefäß (20) mit einem abnehmbaren Deckel (21), einem Brenner (23), einer Verbrennungskammer (27), einer Einrichtung zum Durchleiten einer Zuführströmung (10) als ein Prozeßgas (11) von wenigstens einem Einlaß (44) durch einen Reformierungskatalysator zu wenigstens einem Auslaß (50), und einer Einrichtung zum übertragen von Wärme durch indirekten Wärmeaustausch auf das Prozeßgas (11), mit der
folgenden Kombination von Elementen:
(i) eine erste (41) und eine zweite (43) Katalysatorkammer, die dazu eingerichtet sind, jeweils einen Abschnitt (40,42) eines Katalysators aufzunehmen, die 25% bis 75% bzw. 75% bis 25% des Gesamtvolumens des Katalysators ausmachen und zur Entgegennahme von Wärme durch die Kammerwände durch indirekten Wärmeaustausch zum Erwärmen des Prozeßgases (11) und für die im Prozeßgas während seines Strömens über den Katalysator auftretenden endothermen Reaktionen,
(ii) einen oder mehrere Strömungswege (45,46,47,48,49,50) zum Führen des Prozeßgases (11) von dem Einlaß (44) über die erste und zweite Katalysatorkammer (41,43) in dieser Reihenfolge zum Auslaß (50),
(iii) wobei wenigstens ein Abschnitt (49,50) der in (ii) erwähnten Strömungswege dazu eingerichtet ist, die Produktströmung (12) von der zweiten Katalysatorkammer (43) in indirektem Wärmeaustauschkontakt mit dem die erste Katalysatorkammer (41) durchströmenden Prozeßgas zum Auslaß (50) zu führen,
(iv) Strömungswege (51,52,53) zum Führen von Abgas aus der Verbrennungskammer (27) in indirektem Wärmeaustauschkontakt zunächst als heißes Abgas (13) mit dem Prozeßgas (11) in der zweiten Katalysatorkammer (43) und dann als mäßig heißes Abgas (14) mit dem Prozeßgas (11) in der ersten Katalysatorkammer (41), wobei das Abgas schließlich als gekühltes Abgas (15) durch wenigstens einen Auslaß (54) abgegeben wird.
7. Reaktor nach Anspruch.6, bei dem die Strömungswege (49,50) zum Führen der Produktströmung (12) von der zweiten Katalysatorkammer (41) in indirektem Wärmeaustauschkontakt mit dem die erste Katalysatorkammer (41) durchströmenden Prozeßgas so eingerichtet und angeordnet sind, daß sie die Produktströmung (12) in Gegenrichtung zu dem die erste Katalysatorkammer (41) durchströmenden Prozeßgas führen.
8. Reaktor nach den Ansprüchen 6 oder 7, bei dem die Strömungswege (51,52,53) zum Führen des Abgases in indirektem Wärmeaustauschkontakt zunächst mit dem Prozeßgas (11) in der zweiten Katalysatorkammer (43) und dann mit dem Prozeßgas (11) in der ersten Katalysatorkammer (41) so eingerichtet und angeordnet sind, daß sie das heiße Abgas (13) in gleicher Richtung mit dem die zweite Katalysatorkammer (43) durchströmenden Prozeßgas (11) und das mäßig heiße Abgas (14) in Gegenrichtung zum die erste Katalysatorkammer (41) durchströmenden Prozeßgas (11) führen.
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