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JP2840771B2 - 低圧で作動する接触リフォーミング仕込原料を加熱するための熱交換器 - Google Patents

低圧で作動する接触リフォーミング仕込原料を加熱するための熱交換器

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Publication number
JP2840771B2
JP2840771B2 JP1267954A JP26795489A JP2840771B2 JP 2840771 B2 JP2840771 B2 JP 2840771B2 JP 1267954 A JP1267954 A JP 1267954A JP 26795489 A JP26795489 A JP 26795489A JP 2840771 B2 JP2840771 B2 JP 2840771B2
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JP
Japan
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heat exchanger
heat exchange
fluid
feed
pipe
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Expired - Lifetime
Application number
JP1267954A
Other languages
English (en)
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JPH02166193A (ja
Inventor
ピエール・ハム
ジャン・ドゥ・ボンヌヴィル
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
ANSUCHI FURANSE DEYU PETOROORU
Original Assignee
ANSUCHI FURANSE DEYU PETOROORU
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Publication date
Application filed by ANSUCHI FURANSE DEYU PETOROORU filed Critical ANSUCHI FURANSE DEYU PETOROORU
Publication of JPH02166193A publication Critical patent/JPH02166193A/ja
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Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10GCRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
    • C10G35/00Reforming naphtha
    • C10G35/04Catalytic reforming

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)
  • Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)
  • Production Of Liquid Hydrocarbon Mixture For Refining Petroleum (AREA)
  • Hydrogen, Water And Hydrids (AREA)
  • Catalysts (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、低圧で作動する接触リフォーミング仕込原
料を加熱する方法およびこの加熱のための熱交換器に関
する。
[従来技術および発明の課題] 接触リフォーミング方法においては、ますます低圧で
操作を行なう傾向がある。数年前には、10バール(10×
105パスカル)の圧力で反応器の操作を行なうのが一般
的であった。今日では3バール(3×105パスカル)付
近で操作を行なうことをめざしている。
改良リフォーミング方法は、移動床の少なくとも2つ
直列の反応器で操作を行なうことからなる。これらの移
動床は、場合によっては固定床反応器と組合わされても
よい。このような方法は、特に本出願人の米国特許第4,
133,733号および同第4,172,027号に記載されている。
第一反応器に導入される仕込原料は一般に、最後の反
応器の流出物との間接熱交換によって少なくとも一部予
備加熱される。このようにして予備加熱された仕込原料
は一般に、第一反応器に導入される前に炉を通過する。
使用される熱交換器は通常の多管式またはプレート式の
型のものである。
液体仕込原料は再循環ガスと共に前記熱交換器内に導
入され、熱交換器を出ると実質的に気化されている。反
応器、および付属装置例えばここで議論されている熱交
換器において用いられる圧力が10バール程度である時、
この圧力の値によって熱交換器の管またはプレートを通
過する仕込原料の適正な流通が可能になる。
その際熱交換器およびその使用には、使用にあたって
の特別な問題はない。それに対して、精製の分野におけ
る現在の傾向に従って、反応器内で用いられる圧力が低
い時、仕込原料の熱交換器内の進行は劣る。さらに、リ
フォーミング装置において高い圧力を用いる時、熱交換
器において比較的大きなデルタP(圧力損失)が許され
る。
しかしながら低い反応圧(したがって熱交換器内の圧
力)が選ばれる時、その際大きな圧力損失(デルタP)
は許されず、この圧力損失は最大限に制限されなければ
ならない。
この事実により、この目的を達成するためには、この
際熱交換器の断面積はより大きくされることが重要であ
る。ところで大きな断面積は、熱交換器内における仕込
原料と再循環物との混合物の適正な分布を妨げる。さら
に小さいデルタPは、熱交換器のすべての断面での均一
な流通を保証することはできない。その結果、たとえ大
きなサイズの熱交換器を使用しても気化がうまく行なわ
れないことになる。
本発明の対象によって、適正に作動しうる熱交換装置
を低圧接触リフォーミングに適したものにすることがで
きる。本発明は、一方で仕込原料の適正な加熱を実施
し、他方で仕込原料を急速かつ完全に気化させることが
容易にできる新規方法および低圧熱交換の新規装置に関
する。
実際熱交換器において圧力が低い時、このような熱交
換器では、気体・液体混合流体よりも、気体流体を流通
させる方がはるかに容易である。従って本発明の原理
は、第一熱交換器において仕込原料を気化し、ついで第
二熱交換器において仕込原料をより高い温度にすること
からなり、仕込原料が気化され、その際たとえ圧力が低
くとも、かつこの第二熱交換器の断面積が大きくとも、
これを流通させることはより容易である。さらに本発明
の装置によって、圧力損失(デルタP)を最大限に制限
することができる。
本発明による装置は、仕込原料が通過する2つの直列
の熱交換器の組合わせである。好ましくは第一熱交換器
は、仕込原料と反応流出物の向流流通を伴なう多管式間
接熱交換器であり、第二熱交換器はプレート式または多
管式間接熱交換器である。
[課題の解決手段] 本発明は、少なくとも1つの反応帯域における炭化水
素液体仕込原料の、1〜7バールの低圧での接触リフォ
ーミング方法であって、これらはガスを伴なう反応流出
物の形成を生じ、前記ガス(または再循環ガス)が、少
なくとも一部いわゆる反応帯域に再循環される方法にお
いて、 (a)当初温度80〜110℃の液体仕込原料と、 (b)再循環ガス とからなる気体・液体混合流体が、直列に配列された
2つの熱交換帯域において、反応流出物の少なくとも一
部との間接接触によって加熱されることを特徴とする方
法であって、仕込原料が第一熱交換帯域に導入され、こ
こで仕込原料は実質的に気化され、ついで第二熱交換帯
域に送られる方法において、さらに、反応流出物が、第
二熱交換帯域に、温度450〜580℃で導入され、ついで第
一熱交換帯域に導入され、ここでこれは温度80〜110℃
で抜出され、第二熱交換帯域における仕込原料の流出点
と、第一熱交換帯域における仕込原料の流入点との間の
圧力損失が0.3〜1.5バール(0.3×105〜1.5×105パスカ
ル)であることを特徴とする方法に関する。
より正確には本発明による方法において、液体仕込原
料は、接触リフォーミング装置の再循環ガスと混合さ
れ、二相(液体・気体)で作動する第一熱交換帯域に温
度80〜110℃で送られ、この帯域では圧力が1〜7バー
ル(105パスカル〜7×105パスカル)、好ましくは2〜
6.5バール(2×105〜6.5×105パスカル)であり、ここ
で仕込原料が間接接触により(かつ好ましくは反応流出
物と向流で)実質的に気化される。ついで第一熱交換帯
域において気化された仕込原料は、少ない圧力損失によ
って、第一熱交換帯域において用いられた圧力よりも少
し低い圧力で一相(気体)で作動する第二熱交換帯域に
送られる。
第二熱交換帯域を出ると、温度約430〜520℃で仕込原
料が回収される。第二熱交換器の仕込原料の出口と、第
一熱交換器の仕込原料の入口との間の圧力損失は、0.3
〜1.5バール(0.3×105〜1.5×105パスカル)である。
接触リフォーミング装置の反応流出物は、2つの熱交
換帯域の各々において、仕込原料と向流で流通する。こ
れは第二熱交換帯域に、温度450〜580℃で入り、第二熱
交換帯域から、一般に温度80〜110℃で出る。第二熱交
換帯域から抜出される仕込原料に関しては、仕込原料の
適切な温度を得るために、場合によっては炉を通過した
後で、第一接触リフォーミング帯域へ送られる。好まし
くは第一熱交換帯域と第二熱交換帯域との熱交換表面積
の比は、1/10〜5/10、好ましくは2/10〜4.5/10、より詳
しくは2.5/10〜4/10である。
本発明による方法および装置のもう1つの利点は、第
二熱交換器としてプレート式熱交換器を、第一熱交換器
として多管式熱交換器を用いる場合、下記のものであ
る:(流出物が接触する)壁のファウリングが生じるの
は流出物の凝縮の間であるということである。これは分
解可能であるので、容易に掃除ができる。プレート式熱
交換器は分解できないことは知られている。もし汚れれ
ば、熱交換器の化学的清掃しか方法がない。本発明の方
法および装置において、第二熱交換器、好ましくはプレ
ート式熱交換器内を流通する仕込原料は、既に気化され
ている。従って第二熱交換器のファウリングはない。
本発明はまた、下記のものを組合わせて備えることを
特徴とする装置(第1図参照)にも関する: ・液体仕込原料と、接触リフォーミング装置から来る再
循環ガスとを含む第一流体の導入管(5)を備え、この
第一流体の流送管(8)を備え、かつ以下に定義される
第二熱交換器(9)から来る第二流体の流送管(18)お
よび抜出し管(19)をも備える第一熱交換器(6); ・第一熱交換帯域から来る前記第一流体の流送管(8)
および抜出し管(10)を備え、かつ前記第二流体の導入
管(17)および流送管(18)を備える第二熱交換器
(9)であって、この第二流体は、少なくとも一部改質
またはリフォーミング反応器の反応流出物からなり、前
記第二流体は、2つの熱交換器(6)および(9)の各
々において前記第一流体と間接接触下にある。
好ましくは、第一熱交換器は多管式熱交換器であり、
第二熱交換器はプレート式熱交換器である。
第1および2図は本発明を例証する。
第1図において、管路(4)を経て到着する液体仕込
原料は、導入管(5)において、リフォーミング装置の
再循環ガスと混合させられる。このガスは、管路(1)
からポンプ(2)および管路(3)を通って来る。混合
流体(または気・液二重相)は、反応流出物との間接向
流で、管(7)を備えた多管式の第一熱交換器(6)に
入る。この反応流出物は、第一熱交換器(6)に流送管
(18)を経て入り、抜出し管(19)から出て、ポンプ
(20)および管路(21)の方へ行く。完全に気化された
仕込原料および再循環ガスは、第一熱交換器(6)から
流送管(8)を経て出て行き、プレート式の第二熱交換
器(9)に入り、ここでこれらは一連のリフォーミング
反応器の最後の反応器(16)から管路(17)で出る反応
流出物との間接接触によって加熱される。この最後の反
応器には管路(15)から仕込原料が供給される。仕込原
料および再循環ガスは、プレート式の第二熱交換器
(9)から抜出し管(10)によって抜出され、炉(11)
を通過し、管路(12)によって第一リフォーミング反応
器(13)に送られ、ついで管路(14)によって別のリフ
ォーミング反応器の方へ進み続ける。
第2図は、管(7)を備えた多管式の第一熱交換器
(6)とプレート式の第二熱交換器(9)との積重ねを
備える本発明の装置の特別な実施態様を示す。
[実 施 例] 実施例1 例として、3バール(3×105パスカル)で作動する
接触リフォーミング装置の前にある、直列の多管式熱交
換器およびプレート式熱交換器を用いた。
第一熱交換器 ・混合流体(仕込原料・再循環ガス)の流入 温度:89℃ ・混合流体の流入圧力: 6.2バール(6.2×105パスカル) ・流出物の流出温度: 102℃ ・流出物の流出圧力: 3.8バール(3.8×105パスカル) ・流出物の流入温度: 200℃ 第二熱交換器 ・完全に気化された混合流体の流入温度: 140℃ ・混合流体の流出温度: 465℃ ・混合流体の流出圧力: 5.8バール(5.8×105パスカル) (0.4×105パスカル) ・流出物の流出温度: 200℃ ・流出物の流入温度: 500℃ ・流出物の流入圧力: 4.2バール(4.2×105パスカル) ・総圧力損失: 6.2〜5.8=0.400バール (0.4×105パスカル) ・第一熱交換器の熱交換表面積: 1500m2 ・第二熱交換器の熱交換表面積: 4000m2 ・総熱交換表面積: 4000+1500=5500m2 ・第一熱交換器/第二熱交換器表面積比: 1500/4000=
3.76/10 実施例2(比較例) 比較例として、単一のプレート式熱交換器および単一
の多管式交換器を連続的に用いた。各熱交換器は、5500
m2の熱交換表面積を有し、従って先行実施例の2つの熱
交換器の熱交換表面積の合計と同じである。混合流体お
よび改質またはリフォーミング流出物の流入温度は、各
々89℃および500℃であった。
改質またはリフォーミングの反応圧力が、実施例1の
ように3バール(3×105パスカル)になるように、最
少限の圧力損失が得られるようにした。
これらの条件下、仕込原料の気化は適切には生じず、
熱交換器の作動は不安定である。
【図面の簡単な説明】
図面は本発明の実施例を示すもので、第1図は本発明方
法のフローシート、第2図は本発明装置の変型例を示す
垂直断面図である。 (6)……第一熱交換器、(9)……第二熱交換器、
(16)……反応器、(13)……第一リフォーミング反応
器。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭64−5901(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) C10G 35/04

Claims (6)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】少なくとも1つの反応帯域における炭化水
    素液体仕込原料の、1〜7バールの低圧での接触リフォ
    ーミング方法であって、これはガスを伴なう反応流出物
    の形成を生じ、前記ガス(または再循環ガス)が、少な
    くとも一部いわゆる反応帯域に再循環される方法におい
    て、 (a)当初温度80〜110℃の液体仕込原料と、 (b)再循環ガス とからなる気体・液体混合流体が、直列に配列された2
    つの熱交換帯域において、反応流出物の少なくとも一部
    との間接接触によって加熱されることを特徴とする方法
    であって、仕込原料が第一熱交換帯域に導入され、ここ
    で仕込原料は実質的に気化され、ついで第二熱交換帯域
    に送られる方法において、さらに、反応流出物がまず少
    なくとも一部、第二熱交換帯域に、温度450〜580℃で導
    入され、ついで第一熱交換帯域に導入され、ここでこれ
    は当初温度80〜110℃で抜出され、第二熱交換帯域にお
    ける仕込原料の流出点と、第一熱交換帯域における仕込
    原料の流入点との間の圧力損失が0.3〜1.5バール(0.3
    ×105〜1.5×105パスカル)であることを特徴とする方
    法。
  2. 【請求項2】第一熱交換帯域と第二熱交換帯域との熱交
    換表面積の比が、1/10〜5/10である、請求項1による方
    法。
  3. 【請求項3】この比が、2/10〜4.5/10である、請求項2
    による方法。
  4. 【請求項4】下記のものを組合わせて備えることを特徴
    とする装置: ・液体仕込原料と、接触リフォーミング装置から来る再
    循環ガスとを含む第一流体の導入管(5)を備え、この
    第一流体の流送管(8)を備え、かつ以下に定義される
    第二熱交換器(9)から来る第二流体の流送管(18)お
    よび抜出し管(19)をも備える第一熱交換器(6); ・第一熱交換帯域から来る前記第一流体の流送管(8)
    および抜出し管(10)を備え、かつ前記第二流体の導入
    管(17)および流送管(18)を備える第二熱交換器
    (9)であって、この第二流体は、少なくとも一部改質
    またはリフォーミング反応器の反応流出物からなり、前
    記第二流体は、2つの熱交換器(6)および(9)の各
    々において前記第一流体と間接接触下にある。
  5. 【請求項5】第一熱交換器が多管式熱交換器であり、第
    二熱交換器がプレート式熱交換器である、請求項4によ
    る装置。
  6. 【請求項6】第一熱交換器が多管式熱交換器であり、第
    二熱交換器が多管式熱交換器である、請求項4による装
    置。
JP1267954A 1988-10-13 1989-10-13 低圧で作動する接触リフォーミング仕込原料を加熱するための熱交換器 Expired - Lifetime JP2840771B2 (ja)

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JPH02166193A JPH02166193A (ja) 1990-06-26
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EP (1) EP0364320B1 (ja)
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AT (1) ATE70852T1 (ja)
CA (1) CA1337341C (ja)
DE (1) DE68900609D1 (ja)
FR (1) FR2637908B1 (ja)
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FR2637908A1 (fr) 1990-04-20
EP0364320B1 (fr) 1991-12-27
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CA1337341C (fr) 1995-10-17
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FR2637908B1 (fr) 1991-01-11
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