JPH0675670B2 - 熱交換を改質するプロセスと反応系 - Google Patents
熱交換を改質するプロセスと反応系Info
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- JPH0675670B2 JPH0675670B2 JP3012166A JP1216691A JPH0675670B2 JP H0675670 B2 JPH0675670 B2 JP H0675670B2 JP 3012166 A JP3012166 A JP 3012166A JP 1216691 A JP1216691 A JP 1216691A JP H0675670 B2 JPH0675670 B2 JP H0675670B2
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- B01J8/02—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with stationary particles, e.g. in fixed beds
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- C01—INORGANIC CHEMISTRY
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- C01B3/00—Hydrogen; Gaseous mixtures containing hydrogen; Separation of hydrogen from mixtures containing it; Purification of hydrogen
- C01B3/02—Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen
- C01B3/32—Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen by reaction of gaseous or liquid organic compounds with gasifying agents, e.g. water, carbon dioxide, air
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- C01B3/38—Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen by reaction of gaseous or liquid organic compounds with gasifying agents, e.g. water, carbon dioxide, air by reaction of hydrocarbons with gasifying agents using catalysts
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- C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
- C01B2203/00—Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas
- C01B2203/14—Details of the flowsheet
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、炭化水素の蒸気の改
質に対するプロセスとこのプロセスを行う反応系に関す
る。特に、この発明は触媒の存在で炭化水素の蒸気の改
質に対するプロセスに関し、このプロセスの間、改質ガ
スの製品流れからのプロセス熱を利用して、製品のガス
とプロセスガスの間の直接熱交換によって炭化水素と蒸
気のプロセスガスでの吸熱改質反応に必要な熱を供給す
る。
質に対するプロセスとこのプロセスを行う反応系に関す
る。特に、この発明は触媒の存在で炭化水素の蒸気の改
質に対するプロセスに関し、このプロセスの間、改質ガ
スの製品流れからのプロセス熱を利用して、製品のガス
とプロセスガスの間の直接熱交換によって炭化水素と蒸
気のプロセスガスでの吸熱改質反応に必要な熱を供給す
る。
【０００２】
【従来の技術】炭化水素の蒸気の改質の間に生じる吸熱
反応は、以下の反応式で表せる。
反応は、以下の反応式で表せる。
【０００３】
【外１】
【０００４】対応する反応式は、より高度な炭化水素の
蒸気の改質に対して当てはまる。吸熱反応 (1)と (2)
は、反応ガスが蒸気の改質条件で蒸気を改質する触媒を
通過する時に、反応ガスの中で生じる。反応 (1)と (2)
に必要な熱は、通常炉の部屋の燃料の燃焼によってもた
らされ、ここにはこの部屋を貫通して延びる垂直な円管
中に配設されている。
蒸気の改質に対して当てはまる。吸熱反応 (1)と (2)
は、反応ガスが蒸気の改質条件で蒸気を改質する触媒を
通過する時に、反応ガスの中で生じる。反応 (1)と (2)
に必要な熱は、通常炉の部屋の燃料の燃焼によってもた
らされ、ここにはこの部屋を貫通して延びる垂直な円管
中に配設されている。
【０００５】熱源として改質ガスの製品の流れを使用し
て熱の一部を供給することは公知である。この様なプロ
セスは、米国特許第 4,162,290号明細書に開示されてい
る。ここでは、一次および二次改質の間に炭化水素の一
部が熱交換機の中で一次の改質を受ける炭化水素の供給
に対して逆流している二次改質から排水と間接的に熱交
換して加熱される。二次改質からの製品流れとの蒸気改
質過程での逆流熱交換は、更にヨーロッパ特許第 194,0
67号明細書およびヨーロッパ特許第 113,198号明細書に
開示されている。
て熱の一部を供給することは公知である。この様なプロ
セスは、米国特許第 4,162,290号明細書に開示されてい
る。ここでは、一次および二次改質の間に炭化水素の一
部が熱交換機の中で一次の改質を受ける炭化水素の供給
に対して逆流している二次改質から排水と間接的に熱交
換して加熱される。二次改質からの製品流れとの蒸気改
質過程での逆流熱交換は、更にヨーロッパ特許第 194,0
67号明細書およびヨーロッパ特許第 113,198号明細書に
開示されている。
【０００６】米国特許第 4,678,600号明細書および米国
特許第4,830,834号明細書には、バーナーからの燃焼ガ
スと改質ガスの逆流および平行な流れの熱交換による改
質過程と、同心状に配設されたバーナー室、内部触媒室
および熱交換蒸気を改質する過程を行う外部触媒室とか
ら成る熱交換を改質する反応塔が開示されている。開示
されているプロセスと反応塔によって、炭化水素の供給
と蒸気のプロセスガスが外部触媒室を逆流で、しかも同
時にバーナー室からの比較的高温の廃ガスと間接的に熱
交換して通過し、改質ガスの流れは内部触媒室を離れ
る。プロセスガスは、次いで第二触媒室を平行な流れ
で、しかもバーナー室からの高温の廃ガスと間接的に熱
交換して通過する。
特許第4,830,834号明細書には、バーナーからの燃焼ガ
スと改質ガスの逆流および平行な流れの熱交換による改
質過程と、同心状に配設されたバーナー室、内部触媒室
および熱交換蒸気を改質する過程を行う外部触媒室とか
ら成る熱交換を改質する反応塔が開示されている。開示
されているプロセスと反応塔によって、炭化水素の供給
と蒸気のプロセスガスが外部触媒室を逆流で、しかも同
時にバーナー室からの比較的高温の廃ガスと間接的に熱
交換して通過し、改質ガスの流れは内部触媒室を離れ
る。プロセスガスは、次いで第二触媒室を平行な流れ
で、しかもバーナー室からの高温の廃ガスと間接的に熱
交換して通過する。
【０００７】この公知の熱交換改質過程は、一次改質プ
ロセスに必要な熱に対して二次改質過程で得られた高温
のガスを利用して、プロセスの経済性を改善している。
しかし、これ等の公知のプロセスの何れも、熱交換改質
反応塔で使用される材料に生じる、腐食の問題に対して
注意を払っていない。
ロセスに必要な熱に対して二次改質過程で得られた高温
のガスを利用して、プロセスの経済性を改善している。
しかし、これ等の公知のプロセスの何れも、熱交換改質
反応塔で使用される材料に生じる、腐食の問題に対して
注意を払っていない。
【０００８】一酸化炭素の高濃度の炭化水素を有する改
質されたガスは、これ等のガスと接触する装置に使用す
る金属材料と強い脱炭反応をもたらすことが知られてい
る。この結果は、穴空きや保護スケールを壊して、繊維
ないしは微細な塵のような、材料表面槽の局部機械破壊
である。この現象は、金属屑として知られているが、異
なった温度範囲内で種々の金属材料に生じる。従って、
金属の塵化とそれによる改質過程の崩壊を防止するた
め、熱交換の改質の間である禁制金属温度範囲を避ける
べきである。
質されたガスは、これ等のガスと接触する装置に使用す
る金属材料と強い脱炭反応をもたらすことが知られてい
る。この結果は、穴空きや保護スケールを壊して、繊維
ないしは微細な塵のような、材料表面槽の局部機械破壊
である。この現象は、金属屑として知られているが、異
なった温度範囲内で種々の金属材料に生じる。従って、
金属の塵化とそれによる改質過程の崩壊を防止するた
め、熱交換の改質の間である禁制金属温度範囲を避ける
べきである。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】それ故、この発明の課
題は、改質プロセスガスの流れからの熱を最適条件で利
用し、金属の塵化が生じる温度で禁制されている金属温
度を回避する炭化水素の蒸気の改質に対するプロセスを
提供することにある。
題は、改質プロセスガスの流れからの熱を最適条件で利
用し、金属の塵化が生じる温度で禁制されている金属温
度を回避する炭化水素の蒸気の改質に対するプロセスを
提供することにある。
【００１０】更に、この発明の課題は、このプロセスを
実行する反応系を提供することにある。
実行する反応系を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】上記の課題は、この発明
により、一次および二次改質による炭化水素の変換プロ
セスであって、改良は、 (ｉ) 第一ガス加熱反応塔の反応プロセスガスの流れに
対して逆流の第一ガス加熱反応塔のシェル側に導入され
る第二ガス加熱反応塔のシェル側からの比較的高温の製
品ガスの流れと間接的に熱交換して、部分的な一次改質
プロセスガスの流れに対する蒸気改質触媒の存在の下
に、第一ガス加熱反応塔の炭化水素と蒸気のプロセスガ
スの流れを反応させ、 （ii) 第一ガス加熱反応塔からの部分的な一次改質プロ
セスガスの流れを第一および第二部分流に分割し、 （iii) 一次改質ガスの流れに対する対流加熱円筒状反
応炉の蒸気改質触媒の存在の下で第一部分流を反応さ
せ、 （iv) 第二ガス加熱反応塔での反応する第二部分流に対
する平行な流れで第二ガス加熱反応塔のシェル側に導入
される断熱第二改質反応塔から高温製品ガス流と間接熱
交換によって蒸気を改質触媒の存在の下で第二ガス加熱
反応塔の第二部分流を反応させ、一次改質ガスの流れを
もたらし、高温の製品ガスの流れを比較的高温の製品ガ
ス流に冷まし、 （v) 工程（iii)と(iv)で得られた一次改質ガス流を組
み合わせ、 （vi）二次蒸気改質触媒の存在の下にオキシダントガス
を有する断熱二次改質反応塔の組み合わせた一次改質ガ
スの流れを反応させ、高温の製品ガスの流れを形成す
る、プロセスによって解決されている。
により、一次および二次改質による炭化水素の変換プロ
セスであって、改良は、 (ｉ) 第一ガス加熱反応塔の反応プロセスガスの流れに
対して逆流の第一ガス加熱反応塔のシェル側に導入され
る第二ガス加熱反応塔のシェル側からの比較的高温の製
品ガスの流れと間接的に熱交換して、部分的な一次改質
プロセスガスの流れに対する蒸気改質触媒の存在の下
に、第一ガス加熱反応塔の炭化水素と蒸気のプロセスガ
スの流れを反応させ、 （ii) 第一ガス加熱反応塔からの部分的な一次改質プロ
セスガスの流れを第一および第二部分流に分割し、 （iii) 一次改質ガスの流れに対する対流加熱円筒状反
応炉の蒸気改質触媒の存在の下で第一部分流を反応さ
せ、 （iv) 第二ガス加熱反応塔での反応する第二部分流に対
する平行な流れで第二ガス加熱反応塔のシェル側に導入
される断熱第二改質反応塔から高温製品ガス流と間接熱
交換によって蒸気を改質触媒の存在の下で第二ガス加熱
反応塔の第二部分流を反応させ、一次改質ガスの流れを
もたらし、高温の製品ガスの流れを比較的高温の製品ガ
ス流に冷まし、 （v) 工程（iii)と(iv)で得られた一次改質ガス流を組
み合わせ、 （vi）二次蒸気改質触媒の存在の下にオキシダントガス
を有する断熱二次改質反応塔の組み合わせた一次改質ガ
スの流れを反応させ、高温の製品ガスの流れを形成す
る、プロセスによって解決されている。
【００１２】上記の課題は、この発明により、上記プロ
セスの炭化水素変換を行う反応系であって、 （ｉ）反応塔のシェル側に導入される比較的高温の製品
ガスの流れと間接的な逆流熱交換して熱を受け取るよう
にしてあり、炭化水素の原料を蒸気と一緒に部分的に一
次改質する改質円管を有する第一ガス加熱反応塔と、 （ii) 第一ガス加熱反応塔からの部分的に改質されたプ
ロセスガスを第一および第二部分流に分割する手段と、 （iii) 改質円管を有する円筒状の反応炉と、燃料によ
って輻射熱を発生し、第一部分流を受け入れて反応さ
せ、一次改質ガス流を形成する手段と、 （iv) 反応塔のシェル側に導入された高温の製品ガスの
流れと間接的な平行流熱交換して熱を受け取り、一次改
質ガス流を形成し、高温ガス流を冷まして比較的高温の
製品ガス流にするようにした、二次部分流を受け取り一
次的に改質する改質円管を備えた二次ガス加熱反応塔
と、 （ｖ）円筒状反応炉と二次ガス加熱反応塔で得られた一
次改質ガスの流れを組み合わせて、断熱二次改質反応塔
に通過させる手段と、 （vi) オキシダントガスを断熱反応塔に通す手段と、 （vii) オキシダントガスと共に複合一次改質ガスの流
れを受け取り、反応させて高温の製品ガス流を形成する
ようにされた断熱反応塔と、 （viii) 断熱反応塔からの高温の製品ガス流を通して二
次ガス加熱反応塔のシェル側に導入する手段と、 （ix) 二次ガス加熱反応塔からの比較的高温の製品ガス
流を通して第一ガス加熱反応塔のシェル側に導入する手
段と、から成ることを特徴とする反応系によって解決さ
れている。
セスの炭化水素変換を行う反応系であって、 （ｉ）反応塔のシェル側に導入される比較的高温の製品
ガスの流れと間接的な逆流熱交換して熱を受け取るよう
にしてあり、炭化水素の原料を蒸気と一緒に部分的に一
次改質する改質円管を有する第一ガス加熱反応塔と、 （ii) 第一ガス加熱反応塔からの部分的に改質されたプ
ロセスガスを第一および第二部分流に分割する手段と、 （iii) 改質円管を有する円筒状の反応炉と、燃料によ
って輻射熱を発生し、第一部分流を受け入れて反応さ
せ、一次改質ガス流を形成する手段と、 （iv) 反応塔のシェル側に導入された高温の製品ガスの
流れと間接的な平行流熱交換して熱を受け取り、一次改
質ガス流を形成し、高温ガス流を冷まして比較的高温の
製品ガス流にするようにした、二次部分流を受け取り一
次的に改質する改質円管を備えた二次ガス加熱反応塔
と、 （ｖ）円筒状反応炉と二次ガス加熱反応塔で得られた一
次改質ガスの流れを組み合わせて、断熱二次改質反応塔
に通過させる手段と、 （vi) オキシダントガスを断熱反応塔に通す手段と、 （vii) オキシダントガスと共に複合一次改質ガスの流
れを受け取り、反応させて高温の製品ガス流を形成する
ようにされた断熱反応塔と、 （viii) 断熱反応塔からの高温の製品ガス流を通して二
次ガス加熱反応塔のシェル側に導入する手段と、 （ix) 二次ガス加熱反応塔からの比較的高温の製品ガス
流を通して第一ガス加熱反応塔のシェル側に導入する手
段と、から成ることを特徴とする反応系によって解決さ
れている。
【００１３】この発明による他の有利な構成は、従属請
求項に記載されている。
求項に記載されている。
【００１４】
【作 用】一次改質プロセスに対する炭化水素の供給
は、どんな炭化水素、どんな炭化水素の分溜、あるいは
蒸気炭化水素改質のための原料として通常使用されるど
んな炭化水素の混合物であってもよい。代表的な原料は
天然ガス、精製ガス、液化石油ガス、および軽油のよう
な種々のナフサである。蒸気改質用の原料として適当で
あるには、炭化水素原料が通常脱流され、その全硫黄量
を１ppm重量以下低減する。
は、どんな炭化水素、どんな炭化水素の分溜、あるいは
蒸気炭化水素改質のための原料として通常使用されるど
んな炭化水素の混合物であってもよい。代表的な原料は
天然ガス、精製ガス、液化石油ガス、および軽油のよう
な種々のナフサである。蒸気改質用の原料として適当で
あるには、炭化水素原料が通常脱流され、その全硫黄量
を１ppm重量以下低減する。
【００１５】蒸気を炭化水素の原料にある量にして添加
する。その量では、プロセスガスが触媒を通過する時、
改質触媒に炭素の付着することを防止するため、充分な
炭素と蒸気の比を有する。以下に使用するように、炭素
と蒸気の比は１炭素原子当たりのモル蒸気で表す。
する。その量では、プロセスガスが触媒を通過する時、
改質触媒に炭素の付着することを防止するため、充分な
炭素と蒸気の比を有する。以下に使用するように、炭素
と蒸気の比は１炭素原子当たりのモル蒸気で表す。
【００１６】プロセスガス中の一次蒸気の改質反応は、
第一ガス加熱反応塔に配設された蒸気改質触媒に原料を
接触させて開始される。触媒の入口でのプロセスガスの
温度は主に 400℃〜 700℃であり、蒸気の改質は 1.1と
7.0の間、好ましくは 2.0と4.5 の間の炭素対蒸気の
比で行われる。経済的な理由から、蒸気改質プロセスは
約２〜60 バールの高圧で行われる。この範囲内では、
動作圧力は製品の流れを他のプロセスに使用するか、あ
るいは他のブロセスに掛ける圧力、例えば 30〜 40 バ
ールに調節される。
第一ガス加熱反応塔に配設された蒸気改質触媒に原料を
接触させて開始される。触媒の入口でのプロセスガスの
温度は主に 400℃〜 700℃であり、蒸気の改質は 1.1と
7.0の間、好ましくは 2.0と4.5 の間の炭素対蒸気の
比で行われる。経済的な理由から、蒸気改質プロセスは
約２〜60 バールの高圧で行われる。この範囲内では、
動作圧力は製品の流れを他のプロセスに使用するか、あ
るいは他のブロセスに掛ける圧力、例えば 30〜 40 バ
ールに調節される。
【００１７】円筒状反応塔と断熱二次改質反応塔で使用
する条件は一般的である。従って、一次改質に対する蒸
気改質触媒は、汎用されている蒸気改質触媒のどんなも
のでもよい。このような触媒の触媒的に活性成分は金属
ニッケルであり、通常セラミック担持材料上に通常支持
されている。二次改質に対して適当な触媒はニッケルま
たはニッケル酸化物と金属酸化物の混合物、例えば米国
特許第 3,926,583号明細書に開示されている酸化鉄、酸
化コバルトあるいは酸化マグネシュームを加えたニッケ
ル酸化物の触媒である。
する条件は一般的である。従って、一次改質に対する蒸
気改質触媒は、汎用されている蒸気改質触媒のどんなも
のでもよい。このような触媒の触媒的に活性成分は金属
ニッケルであり、通常セラミック担持材料上に通常支持
されている。二次改質に対して適当な触媒はニッケルま
たはニッケル酸化物と金属酸化物の混合物、例えば米国
特許第 3,926,583号明細書に開示されている酸化鉄、酸
化コバルトあるいは酸化マグネシュームを加えたニッケ
ル酸化物の触媒である。
【００１８】断熱反応塔の入口での複合一次改質ガスの
流れの温度は、一次改質プロセスの動作条件に応じて、
700℃と 900℃の間で可変し、オキシダントガスと反応
して断熱反応塔の出口で 800℃と 1100℃の間まで上昇
する。
流れの温度は、一次改質プロセスの動作条件に応じて、
700℃と 900℃の間で可変し、オキシダントガスと反応
して断熱反応塔の出口で 800℃と 1100℃の間まで上昇
する。
【００１９】この発明の有利な実施例では、オキシダン
トガスはアンモニヤの製造に有効な製品ガスを与える空
気からなる。更に、酸素または酸素の多い空気を、例え
ばアルコール、エーテルあるいは炭酸化合物のような酸
化された炭化水素の製造用の合成ガスの準備に使用する
と更に有利である。
トガスはアンモニヤの製造に有効な製品ガスを与える空
気からなる。更に、酸素または酸素の多い空気を、例え
ばアルコール、エーテルあるいは炭酸化合物のような酸
化された炭化水素の製造用の合成ガスの準備に使用する
と更に有利である。
【００２０】従って、この発明の有利な構成では、酸素
あるいは酸素の多い空気は二次改質プロセスの間にオキ
シダントガスとして使用される。
あるいは酸素の多い空気は二次改質プロセスの間にオキ
シダントガスとして使用される。
【００２１】この発明によるプロセスの主要な特徴は、
断熱反応塔からの製造ガスに含まれる熱の分布にある。
900℃と 1100 ℃の間の温度で断熱反応塔を離れる高温
の精製ガスは二次ガスを加熱する反応塔を流れ、この反
応塔が反応塔の側面で並列の流れにして流れて一次改質
反応に熱を供給する。そして反応塔の円筒側でプロセス
ガスと間接熱交換を行う。従って、高温の製品ガスは冷
却されて比較的高い製品ガスになり、このガスの熱量は
第一ガスを加熱する反応塔で使用され、比較的高いプロ
セスガスと逆流のプロセスガスと間接的な熱交換によっ
て改質反応の熱を供給する。
断熱反応塔からの製造ガスに含まれる熱の分布にある。
900℃と 1100 ℃の間の温度で断熱反応塔を離れる高温
の精製ガスは二次ガスを加熱する反応塔を流れ、この反
応塔が反応塔の側面で並列の流れにして流れて一次改質
反応に熱を供給する。そして反応塔の円筒側でプロセス
ガスと間接熱交換を行う。従って、高温の製品ガスは冷
却されて比較的高い製品ガスになり、このガスの熱量は
第一ガスを加熱する反応塔で使用され、比較的高いプロ
セスガスと逆流のプロセスガスと間接的な熱交換によっ
て改質反応の熱を供給する。
【００２２】並列の流れと逆流の熱交換の組み合わせ
と、第一ガスを加熱する反応塔を離れ、反応塔に分散す
る部分的な一次改質ガスと第二ガスを加熱する反応塔の
分割比を調節して、ガス加熱反応塔の反応チューブの温
度は臨界温度範囲外に維持される。この範囲では厳しい
金属の塵化がチューブに使用する金属材料に対して生じ
ることが知られている。
と、第一ガスを加熱する反応塔を離れ、反応塔に分散す
る部分的な一次改質ガスと第二ガスを加熱する反応塔の
分割比を調節して、ガス加熱反応塔の反応チューブの温
度は臨界温度範囲外に維持される。この範囲では厳しい
金属の塵化がチューブに使用する金属材料に対して生じ
ることが知られている。
【００２３】
【実施例】この発明を以下に図面に基づき例示的により
詳しく説明する。
詳しく説明する。
【００２４】図１には、二つの直列のガス加熱反応炉か
ら成る反応系に形成されたこの発明の実施例による蒸気
改質プロセスの流れ図が示してある。この図は単純化さ
れ、弁、ポンプおよび炭化水素原料を予備加熱したり純
化する装置のようなそれ自体公知の種々の設備は図面に
示してない。
ら成る反応系に形成されたこの発明の実施例による蒸気
改質プロセスの流れ図が示してある。この図は単純化さ
れ、弁、ポンプおよび炭化水素原料を予備加熱したり純
化する装置のようなそれ自体公知の種々の設備は図面に
示してない。
【００２５】炭化水素の原料と蒸気を含む純化されたプ
ロセスガスの流れ１０は、公知の方法で約 550 - 650℃
の温度でガス加熱反応塔１１を離れる製品ガスの流れ２
６と熱交換して約 500 - 600℃の温度に予備加熱され
る。予備加熱されたプロセスガスは配分され、第一ガス
加熱反応塔１１に配設された多数の長い円管３１を通過
する。円管３１には、通常の改質触媒が詰めてある。約
950 - 1050 ℃の温度の断熱反応塔１７を離れる高温の
製品ガス２２は、更に以下に説明するように、第二ガス
加熱反応塔１９に比較的高温の製品ガスに冷却される。
比較的高温の製品ガス２４は約 810 - 900℃の温度で第
一ガス加熱反応塔１１の側壁に導入され、改質反応のた
めの熱を供給する。これは逆流方向で円管３１の側壁を
流れる比較的高温の製品ガスと製品ガスとの熱交換の関
係で円管３１を通過する反応ガスに生じる。従って、円
管３１の壁温度は入口側で約 500 - 600℃の温度に維持
され、円管31の出口側で 650 - 770℃の温度に維持され
る。
ロセスガスの流れ１０は、公知の方法で約 550 - 650℃
の温度でガス加熱反応塔１１を離れる製品ガスの流れ２
６と熱交換して約 500 - 600℃の温度に予備加熱され
る。予備加熱されたプロセスガスは配分され、第一ガス
加熱反応塔１１に配設された多数の長い円管３１を通過
する。円管３１には、通常の改質触媒が詰めてある。約
950 - 1050 ℃の温度の断熱反応塔１７を離れる高温の
製品ガス２２は、更に以下に説明するように、第二ガス
加熱反応塔１９に比較的高温の製品ガスに冷却される。
比較的高温の製品ガス２４は約 810 - 900℃の温度で第
一ガス加熱反応塔１１の側壁に導入され、改質反応のた
めの熱を供給する。これは逆流方向で円管３１の側壁を
流れる比較的高温の製品ガスと製品ガスとの熱交換の関
係で円管３１を通過する反応ガスに生じる。従って、円
管３１の壁温度は入口側で約 500 - 600℃の温度に維持
され、円管31の出口側で 650 - 770℃の温度に維持され
る。
【００２６】第一ガス加熱反応塔１１を通過する間、プ
ロセスガスは部分的に一次改質ガス１２に変換される。
この改質ガスは約 610 - 670℃の温度で反応塔１１を離
れる。ガス１２はＴ字型３０で部分流１４と部分流１８
に分割される。このＴ字型３０はガス１２を部分流１４
と１８に可変スリット比で配分する案内弁である。部分
的な一次改質ガス１２の体積にして、約 20 と 60 ％の
間のガスが部分流１８として第二ガス加熱反応塔１９を
通過する。ガス１２の残りは、部分流１４によって通常
の改質円管炉１５に導入される。この炉は部分流１４の
部分的な一次改質ガスを最終的に一次改質する改質触媒
を充填した横燃焼改質円管３５で構成されている。
ロセスガスは部分的に一次改質ガス１２に変換される。
この改質ガスは約 610 - 670℃の温度で反応塔１１を離
れる。ガス１２はＴ字型３０で部分流１４と部分流１８
に分割される。このＴ字型３０はガス１２を部分流１４
と１８に可変スリット比で配分する案内弁である。部分
的な一次改質ガス１２の体積にして、約 20 と 60 ％の
間のガスが部分流１８として第二ガス加熱反応塔１９を
通過する。ガス１２の残りは、部分流１４によって通常
の改質円管炉１５に導入される。この炉は部分流１４の
部分的な一次改質ガスを最終的に一次改質する改質触媒
を充填した横燃焼改質円管３５で構成されている。
【００２７】部分流１８の部分的な一次改質ガスは細長
い円管３３を通過して一次改質ガスに変換される。この
細長い円管は反応塔１９に配設され、一次改質触媒が充
填してある。ガス中で吸熱改質反応に必要な熱は、ガス
１８と並列の流れで反応塔１９の横に導入された断熱反
応塔１７からの高温の製品ガス２２と間接的な熱交換に
よって円管３３に導入される。高温の製品ガス２２は、
それ故、反応塔１９の入口の温度約 950 - 1100 ℃から
出口の温度 810 - 900℃に冷え、以下に説明するよう
に、比較的高温の製品ガス２４になって第一ガス反応炉
１１を通過する。
い円管３３を通過して一次改質ガスに変換される。この
細長い円管は反応塔１９に配設され、一次改質触媒が充
填してある。ガス中で吸熱改質反応に必要な熱は、ガス
１８と並列の流れで反応塔１９の横に導入された断熱反
応塔１７からの高温の製品ガス２２と間接的な熱交換に
よって円管３３に導入される。高温の製品ガス２２は、
それ故、反応塔１９の入口の温度約 950 - 1100 ℃から
出口の温度 810 - 900℃に冷え、以下に説明するよう
に、比較的高温の製品ガス２４になって第一ガス反応炉
１１を通過する。
【００２８】円管３３の壁の温度は円管３３の入口側で
860℃と 910℃の間で、出口側で 780 - 890℃である。
従って、実際の温度は部分流１８の量に依存する。この
部分流はＴ字型３０でガス１２の分割比を調節して反応
塔１９に達する。
860℃と 910℃の間で、出口側で 780 - 890℃である。
従って、実際の温度は部分流１８の量に依存する。この
部分流はＴ字型３０でガス１２の分割比を調節して反応
塔１９に達する。
【００２９】このように、部分流１８が反応塔１９を通
過する部分的な一次改質ガスの量を制御し、それぞれガ
ス反応塔１１と１９の逆流熱交換と並列流れの熱交換に
よって、ガス加熱反応塔に使用する金属材料の温度を制
御できる。従って、臨界温度間隔が回避される。この臨
界温度では、厳しい金属の塵化がガス加熱反応塔１１と
１９の円管の壁で生じる。これ等の反応塔は高濃度の一
酸化炭素を有する製品ガス２２と２４と接触している。
過する部分的な一次改質ガスの量を制御し、それぞれガ
ス反応塔１１と１９の逆流熱交換と並列流れの熱交換に
よって、ガス加熱反応塔に使用する金属材料の温度を制
御できる。従って、臨界温度間隔が回避される。この臨
界温度では、厳しい金属の塵化がガス加熱反応塔１１と
１９の円管の壁で生じる。これ等の反応塔は高濃度の一
酸化炭素を有する製品ガス２２と２４と接触している。
【００３０】一次改質ガス１６と２０を含む反応塔１５
と１９の流れは、混合され通常の二次改質触媒２９の床
を有する断熱反応塔１７に導入される。二次改質過程を
行うため、オキシダントガス２８も反応塔１７に導入さ
れる。一次改質ガスの中にある水素と炭化水素を部分的
に酸化する間に放出される熱はガスの温度を断熱反応塔
１７の導入口での約 800 - 900℃S から出口での約 100
0 - 1100℃に上昇する。
と１９の流れは、混合され通常の二次改質触媒２９の床
を有する断熱反応塔１７に導入される。二次改質過程を
行うため、オキシダントガス２８も反応塔１７に導入さ
れる。一次改質ガスの中にある水素と炭化水素を部分的
に酸化する間に放出される熱はガスの温度を断熱反応塔
１７の導入口での約 800 - 900℃S から出口での約 100
0 - 1100℃に上昇する。
【００３１】高温の製品ガス２２として断熱反応塔１７
を離れる二次改質ガスは反応塔１９のシュエル側を通
る。ここでは、このガスは比較的高温の製品ガス２４に
冷却され、上により詳しく説明したように、更に反応塔
１１のシェル側を通過する。
を離れる二次改質ガスは反応塔１９のシュエル側を通
る。ここでは、このガスは比較的高温の製品ガス２４に
冷却され、上により詳しく説明したように、更に反応塔
１１のシェル側を通過する。
【００３２】この発明による反応計の特異な実施例の構
造と動作は、図２に示してあるが、ガス加熱反応塔の集
合体の縦断面が示してある。
造と動作は、図２に示してあるが、ガス加熱反応塔の集
合体の縦断面が示してある。
【００３３】反応塔と断熱反応塔は通常のもので、図に
は示していない。ガス加熱反応塔の集合体は、逆流熱交
換反応塔１１と、接続部２４を介して反応塔１１に接続
する並列流熱交換反応塔１９から成る。
は示していない。ガス加熱反応塔の集合体は、逆流熱交
換反応塔１１と、接続部２４を介して反応塔１１に接続
する並列流熱交換反応塔１９から成る。
【００３４】反応塔１１と１９は、それぞれ加圧シェル
１１０，２１０によって規定される上部部分１１１，１
９１および下部部分１１３，１９３を有する。下部部分
１１３．１９３の反応塔は加圧シュル１１０，２１０に
隣接する熱絶縁体１２０，２２０によって絶縁されてい
る。適当な絶縁材料は高温に耐える耐熱レンガとコンク
リートのような何らかの耐熱材料でよい。
１１０，２１０によって規定される上部部分１１１，１
９１および下部部分１１３，１９３を有する。下部部分
１１３．１９３の反応塔は加圧シュル１１０，２１０に
隣接する熱絶縁体１２０，２２０によって絶縁されてい
る。適当な絶縁材料は高温に耐える耐熱レンガとコンク
リートのような何らかの耐熱材料でよい。
【００３５】各反応塔１１と１９の上部１１１と１９１
は、それぞれマニフォール１３０，２３０と蓋１４０と
２４０を備えている。
は、それぞれマニフォール１３０，２３０と蓋１４０と
２４０を備えている。
【００３６】反応塔１１と１９は複数の改質円管３１，
３３を有する。これ等の円管の導入側３１１，３３１は
円管シート３１３，３３３を経由して延びていて、図３
を参照して以下に更に詳しく説明するように、膨張ジョ
イント３１４，３３４によって円管シート３１３，３３
３に組み込んである。改質円管３１，３３の導入側３１
１，３３１は改質円管３１，３３のシェル側にあるいは
このシェル側から流れるガスの最適分布を保証する瓶の
首として形成されている。円管３１，３３はそのアーチ
状の底３１２，３３２で反応塔１１と１９の下部１１
３，１９３の内部のガス排出管３１５，３３５に接続し
ている。ガス排出管３１５，３３５は、それぞれ加圧シ
ェル１１０と２１０の底を通過して延びている。これ等
のセルは、排出管３１５，３３５の連絡点で円筒状の温
度勾配補償管３１６，３３６によって止めてある。これ
等の補償管は連絡点に接続するガス排出パイプ３１５，
３３５を取り囲み、加圧シェル１１０，２１０の外側に
締め付けてある。
３３を有する。これ等の円管の導入側３１１，３３１は
円管シート３１３，３３３を経由して延びていて、図３
を参照して以下に更に詳しく説明するように、膨張ジョ
イント３１４，３３４によって円管シート３１３，３３
３に組み込んである。改質円管３１，３３の導入側３１
１，３３１は改質円管３１，３３のシェル側にあるいは
このシェル側から流れるガスの最適分布を保証する瓶の
首として形成されている。円管３１，３３はそのアーチ
状の底３１２，３３２で反応塔１１と１９の下部１１
３，１９３の内部のガス排出管３１５，３３５に接続し
ている。ガス排出管３１５，３３５は、それぞれ加圧シ
ェル１１０と２１０の底を通過して延びている。これ等
のセルは、排出管３１５，３３５の連絡点で円筒状の温
度勾配補償管３１６，３３６によって止めてある。これ
等の補償管は連絡点に接続するガス排出パイプ３１５，
３３５を取り囲み、加圧シェル１１０，２１０の外側に
締め付けてある。
【００３７】プロセスガスを導入片１５０に接続する導
入管１０を介して反応塔１１に導入し、更に反応塔１１
の上部１１１で封入体１１２から改質管３１に配分され
る。このガスは、均質管３１に装填された均質触媒を通
過して部分的に一次的に均質化される。ここに説明する
ように、均質反応に必要な熱は反応塔１９から接続部分
２４を介して反応塔１１のシェル側に導入される比較的
高温の製品ガスによって供給される。部分２４は比較的
高温のガスから熱の損失を防止するため、反射絶縁材料
２４１に並んでいる。円管３１の底に隣接して導入され
る比較的高温の製品ガスはこれ等の円管の反応プロセス
ガスに対して逆流にして円管３１のシェル側に流れ、円
管３１の入力側３１１に隣接する出口２６を通過して反
応塔１１を離れる。従って、熱は比較的高温の製品ガス
と間接熱交換して反応するプロセスガスに移行する。
入管１０を介して反応塔１１に導入し、更に反応塔１１
の上部１１１で封入体１１２から改質管３１に配分され
る。このガスは、均質管３１に装填された均質触媒を通
過して部分的に一次的に均質化される。ここに説明する
ように、均質反応に必要な熱は反応塔１９から接続部分
２４を介して反応塔１１のシェル側に導入される比較的
高温の製品ガスによって供給される。部分２４は比較的
高温のガスから熱の損失を防止するため、反射絶縁材料
２４１に並んでいる。円管３１の底に隣接して導入され
る比較的高温の製品ガスはこれ等の円管の反応プロセス
ガスに対して逆流にして円管３１のシェル側に流れ、円
管３１の入力側３１１に隣接する出口２６を通過して反
応塔１１を離れる。従って、熱は比較的高温の製品ガス
と間接熱交換して反応するプロセスガスに移行する。
【００３８】部分的に一次の改質ガスはガス排出管３１
５を経由して円管３１を離れ、反応塔１１の外にある出
口円管３１５に接続するガス収集機３１８に捕集され
る。捕集機３１８から、ガスが円管１２でＴ字型３０に
達する。このＴ字型３０には、スロットル弁１４１があ
る。この弁は円管１８と連結片２５０を経由して反応塔
１９に導入される部分的な改質ガスの量を制御する。反
応塔１９の上部１９１にある巡回体１９２から、ガスは
一次改質触媒を添加されている均質円管３３に配分され
る。この触媒を通過して、部分的に一次改質されたガス
は、外部円管３３５の反応塔１９を離れ、一次改質ガス
に変換される。円管３３５は反応塔１９の外でガス捕集
機３３０に接続する。ガス捕集機３３０に捕集される一
次改質ガスは、円管２０を経由して更に処理するため、
円管２０を経由して断熱反応塔（図示せず）に導入され
る。円管３３の部分的に一次改質ガスに生じる改質過程
に必要な熱が高温製品ガスによって断熱反応塔から供給
される。高温ガスは円管３３の入口側３３１に隣接する
入口２２を介して反応塔１９に導入される。従って、高
温の製品ガスは円管３３のシェル側を並列に流れ、円管
３３の反応ガスと熱交換し、冷却されて比較的高温の製
品ガスになる。この製品ガスは反応塔１１を通過する連
結部分２４を介して反応塔１９を離れる。
５を経由して円管３１を離れ、反応塔１１の外にある出
口円管３１５に接続するガス収集機３１８に捕集され
る。捕集機３１８から、ガスが円管１２でＴ字型３０に
達する。このＴ字型３０には、スロットル弁１４１があ
る。この弁は円管１８と連結片２５０を経由して反応塔
１９に導入される部分的な改質ガスの量を制御する。反
応塔１９の上部１９１にある巡回体１９２から、ガスは
一次改質触媒を添加されている均質円管３３に配分され
る。この触媒を通過して、部分的に一次改質されたガス
は、外部円管３３５の反応塔１９を離れ、一次改質ガス
に変換される。円管３３５は反応塔１９の外でガス捕集
機３３０に接続する。ガス捕集機３３０に捕集される一
次改質ガスは、円管２０を経由して更に処理するため、
円管２０を経由して断熱反応塔（図示せず）に導入され
る。円管３３の部分的に一次改質ガスに生じる改質過程
に必要な熱が高温製品ガスによって断熱反応塔から供給
される。高温ガスは円管３３の入口側３３１に隣接する
入口２２を介して反応塔１９に導入される。従って、高
温の製品ガスは円管３３のシェル側を並列に流れ、円管
３３の反応ガスと熱交換し、冷却されて比較的高温の製
品ガスになる。この製品ガスは反応塔１１を通過する連
結部分２４を介して反応塔１９を離れる。
【００３９】図２に示すガス加熱反応炉１１，１９の特
異な実施例の有利な状況は、図に詳細に示してあるよう
に、改質円管３１，３３の構造と設置である。これは反
応塔１１の改質円管３１の入口側の拡大図である。反応
塔１９の改質円管の入口側と設置は、図に示してない反
応塔１１のそれと同じように形成される。
異な実施例の有利な状況は、図に詳細に示してあるよう
に、改質円管３１，３３の構造と設置である。これは反
応塔１１の改質円管３１の入口側の拡大図である。反応
塔１９の改質円管の入口側と設置は、図に示してない反
応塔１１のそれと同じように形成される。
【００４０】各改質円管３１は、円筒シート３１３を介
して延びる入口側３１１での瓶の首のように形成されて
いる。この円管３１は膨張ジョイント３１４によって円
管シート３１３上で締め付けられる。
して延びる入口側３１１での瓶の首のように形成されて
いる。この円管３１は膨張ジョイント３１４によって円
管シート３１３上で締め付けられる。
【００４１】膨張ジョイント３１４は、円管３１の上端
を同心状に囲む金属ベローズとして形成されている。こ
れ等の円管は円管シート３１３を通過して延びている。
膨張ジョイント３１４の上端３１４ａは円管３１の入口
３１ａに固定され、下端３１４ｂは円管シート３１３に
固定される。従って、円管シート３１３に円管３１の入
れ子式の懸垂がある。このシートは円管の熱膨張を可能
にする。上に述べたように、入口側３１１は瓶の首とし
て形成され、これは一方で場所を節約して円管シート３
１３の円管の懸垂を容易にし、他方で円管の入口側３１
１の直径を狭めて得られる広がった空間のため、圧力低
下を低減して、円管３１のシェル側に製品ガスの最適ガ
ス流をもたらす。
を同心状に囲む金属ベローズとして形成されている。こ
れ等の円管は円管シート３１３を通過して延びている。
膨張ジョイント３１４の上端３１４ａは円管３１の入口
３１ａに固定され、下端３１４ｂは円管シート３１３に
固定される。従って、円管シート３１３に円管３１の入
れ子式の懸垂がある。このシートは円管の熱膨張を可能
にする。上に述べたように、入口側３１１は瓶の首とし
て形成され、これは一方で場所を節約して円管シート３
１３の円管の懸垂を容易にし、他方で円管の入口側３１
１の直径を狭めて得られる広がった空間のため、圧力低
下を低減して、円管３１のシェル側に製品ガスの最適ガ
ス流をもたらす。
【００４２】具体例以下の具体例では、この発明はアン
モニヤ製造の合成ガスを準備する、この発明の一実施例
によるプロセスと反応系の利点を示す３つの電算機モデ
ルに利用する。
モニヤ製造の合成ガスを準備する、この発明の一実施例
によるプロセスと反応系の利点を示す３つの電算機モデ
ルに利用する。
【００４３】以下の成分 をモル％で有するプロセスガスは、 510℃に予備加熱さ
れ、第一ガス加熱反応塔１１を通過する（図１）。反応
塔１１を通過して、プロセスガスは比較的高温の改質ガ
ス２４と間接的な熱交換によって反応して、部分的に一
次改質ガス１２になる。この部分的な一次改質ガス１２
は部分流１４と部分流１８に 3.4 (電算機モデル１），
1.8(電算機モデル２）と 0.7 (電算機モデル３）の 14
: 18の流れの分割比で分割される。
れ、第一ガス加熱反応塔１１を通過する（図１）。反応
塔１１を通過して、プロセスガスは比較的高温の改質ガ
ス２４と間接的な熱交換によって反応して、部分的に一
次改質ガス１２になる。この部分的な一次改質ガス１２
は部分流１４と部分流１８に 3.4 (電算機モデル１），
1.8(電算機モデル２）と 0.7 (電算機モデル３）の 14
: 18の流れの分割比で分割される。
【００４４】部分流１８の部分的な一次改質ガスは、こ
の時、反応塔１９を通過して高温の製品ガス２２と間接
的に熱交換し一次改質ガス２０に変換され、部分流１４
の部分的な一次改質ガスを改質して通常の改質炉１５で
得られる一次改質ガス１６ト結合する。
の時、反応塔１９を通過して高温の製品ガス２２と間接
的に熱交換し一次改質ガス２０に変換され、部分流１４
の部分的な一次改質ガスを改質して通常の改質炉１５で
得られる一次改質ガス１６ト結合する。
【００４５】結合したガス２０と１６は、最後に改質機
１７にも導入される空気２８と反応して通常の断熱二次
改質機の二次改質製品ガス２２に変換される。
１７にも導入される空気２８と反応して通常の断熱二次
改質機の二次改質製品ガス２２に変換される。
【００４６】反応塔１７を離れる高温の製品ガス２２は
反応塔１９のシェル側を通過して、比較的高温の製品ガ
ス２４に冷却する。このガスは反応塔１１のシェル側に
導入され、アンモニヤ合成に使用する製品ガス２６とし
て反応塔１１を通過した後、引き込まれる。
反応塔１９のシェル側を通過して、比較的高温の製品ガ
ス２４に冷却する。このガスは反応塔１１のシェル側に
導入され、アンモニヤ合成に使用する製品ガス２６とし
て反応塔１１を通過した後、引き込まれる。
【００４７】上記および他のプロセス・パラメータは以
下の表１〜３に掲げてあり、これ等はそれぞれ電算機モ
デル１〜３によって得られる結果を表す。
下の表１〜３に掲げてあり、これ等はそれぞれ電算機モ
デル１〜３によって得られる結果を表す。
【００４８】これ等の表に引用されている位置／流れの
番号は、上に説明し、図１に示し数字に一致する。
番号は、上に説明し、図１に示し数字に一致する。
【００４９】
【表１】
【００５０】
【表２】
【００５１】
【表３】
【００５２】表１〜３の結果から明らかなように、一酸
化炭素を含むガスと接触するガス加熱反応塔１１と１９
の管壁の温度は、第一ガス加熱反応塔１１からの部分的
に一次改質ガスが通常の加熱一次改質機１５と第二ガス
加熱反応塔１９に並列に通過する分割比を変えて、断熱
改質機１７を離れる製品ガス２２の成分を変えることな
く、異なった温度範囲に調節される。従って、金属の塵
化の臨界温度外にあるように温度を制御できる。
化炭素を含むガスと接触するガス加熱反応塔１１と１９
の管壁の温度は、第一ガス加熱反応塔１１からの部分的
に一次改質ガスが通常の加熱一次改質機１５と第二ガス
加熱反応塔１９に並列に通過する分割比を変えて、断熱
改質機１７を離れる製品ガス２２の成分を変えることな
く、異なった温度範囲に調節される。従って、金属の塵
化の臨界温度外にあるように温度を制御できる。
【００５３】上記のようにこの発明を詳細に説明した
が、上記の説明と実施例は単にこの発明を模式的に図示
し、例示したに過ぎない。当業者に容易に想達する変更
と改良は特許請求の範囲に規定するこの発明の権利範囲
内にある。
が、上記の説明と実施例は単にこの発明を模式的に図示
し、例示したに過ぎない。当業者に容易に想達する変更
と改良は特許請求の範囲に規定するこの発明の権利範囲
内にある。
【００５４】
【発明の効果】この発明により、改質プロセスガスの流
れからの熱を最適条件で利用し、金属の塵化が生じる温
度で禁制されている金属温度を回避する炭化水素の蒸気
改質に対するプロセスを提供している。
れからの熱を最適条件で利用し、金属の塵化が生じる温
度で禁制されている金属温度を回避する炭化水素の蒸気
改質に対するプロセスを提供している。
【図１】この発明によるプロセスの単純化した流れ図を
示す。
示す。
【図２】この発明の一実施例によるガス加熱反応炉の縦
断面図である。
断面図である。
【図３】図２に示す反応炉の一部の拡大断面図である。
１０ 純化されたブロセスガス流 １１，１９ ガス加熱反応塔 １２，１８ ガス １６，２０ 一次改質ガス １７ 断熱反応塔 ２２，２４ 製品ガス ２９ 二次改質触媒 ３０ Ｔ字型 ３１，３３ 円管
Claims (10)
- 【請求項０１】 一次および二次改質による炭化水素の
変換プロセスにおいて、改良は、 (ｉ) 第一ガス加熱反応塔の反応プロセスガスの流れに
対して逆流の第一ガス加熱反応塔のシェル側に導入され
る第二ガス加熱反応塔のシェル側からの比較的高温の製
品ガスの流れと間接的に熱交換して、部分的な一次改質
プロセスガスの流れに対する蒸気改質触媒の存在の下
に、第一ガス加熱反応塔の炭化水素と蒸気のプロセスガ
スの流れを反応させ、 （ii) 第一ガス加熱反応塔からの部分的な一次改質プロ
セスガスの流れを第一および第二部分流に分割し、 （iii) 一次改質ガスの流れに対する対流加熱円筒状反
応炉の蒸気改質触媒の存在の下で第一部分流を反応さ
せ、 （iv) 第二ガス加熱反応塔での反応する第二部分流に対
する平行な流れで第二ガス加熱反応塔のシェル側に導入
される断熱第二改質反応塔から高温製品ガス流と間接熱
交換によって蒸気を改質触媒の存在の下で第二ガス加熱
反応塔の第二部分流を反応させ、一次改質ガスの流れを
もたらし、高温の製品ガスの流れを比較的高温の製品ガ
ス流に冷まし、 （v) 工程（iii)と(iv)で得られた一次改質ガス流を組
み合わせ、 （vi）二次蒸気改質触媒の存在の下にオキシダントガス
を有する断熱二次改質反応塔の組み合わせた一次改質ガ
スの流れを反応させ、高温の製品ガスの流れを形成す
る、ことを特徴とするプロセス。 - 【請求項０２】 オキシダントガスは、空気である請求
項１に記載のプロセス。 - 【請求項０３】 オキシダントガスは、酸素を多量に含
む空気である請求項１に記載のプロセス。 - 【請求項０４】 第一ガス加熱反応塔のシェル側の壁温
度は、500 ℃と 700℃の間であり、第二ガス加熱反応塔
のシェル側で 770℃と 920℃である請求項１に記載のプ
ロセス。 - 【請求項０５】 第一ガス加熱反応塔のシェル側の壁温
度は 550℃と730℃の間で、第二ガス加熱反応塔のシェ
ル側で 835℃と 920℃の間であることを特徴とする請求
項１に記載のプロセス。 - 【請求項０６】 特許請求の範囲第１項に規定する炭化
水素変換を行う反応系において、 （ｉ）反応塔のシェル側に導入される比較的高温の製品
ガスの流れと間接的な逆流熱交換して熱を受け取るよう
にしてあり、炭化水素の原料を蒸気と一緒に部分的に一
次改質する改質円管を有する第一ガス加熱反応塔と、 （ii) 第一ガス加熱反応塔からの部分的に改質されたプ
ロセスガスを第一および第二部分流に分割する手段と、 （iii) 改質円管を有する円筒状の反応炉と、燃料によ
って輻射熱を発生し、第一部分流を受け入れて反応さ
せ、一次改質ガス流を形成する手段と、 （iv) 反応塔のシェル側に導入された高温の製品ガスの
流れと間接的な平行流熱交換して熱を受け取り、一次改
質ガス流を形成し、高温ガス流を冷まして比較的高温の
製品ガス流にするようにした、二次部分流を受け取り一
次的に改質する改質円管を備えた二次ガス加熱反応塔
と、 （ｖ）円筒状反応炉と二次ガス加熱反応塔で得られた一
次改質ガスの流れを組み合わせて、断熱二次改質反応塔
に通過させる手段と、 （vi) オキシダントガスを断熱反応塔に通す手段と、 （vii) オキシダントガスと共に複合一次改質ガスの流
れを受け取り、反応させて高温の製品ガス流を形成する
ようにされた断熱反応塔と、 （viii) 断熱反応塔からの高温の製品ガス流を通して二
次ガス加熱反応塔のシェル側に導入する手段と、 （ix) 二次ガス加熱反応塔からの比較的高温の製品ガス
流を通して第一ガス加熱反応塔のシェル側に導入する手
段と、から成ることを特徴とする反応系 - 【請求項０７】 第一および第二ガス加熱反応塔の改質
円管は入口側の瓶の首を保有する請求項６に記載の反応
系。 - 【請求項０８】 改質円管の前記入口側の瓶の首は円管
の入口側の円管シートに入れ子式に吊るしてある請求項
７に記載の反応系。 - 【請求項０９】 改質円管の入れ子式懸垂は円管の入口
を同心状に取り巻き、円管シート上で円管の入口に締め
付けるベローを備えている請求項８に記載の反応系。 - 【請求項１０】 部分的に改質されたプロセスガスを分
割する手段は弁である請求項６に記載の反応系。
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| SE9702910L (sv) * | 1997-08-12 | 1998-10-19 | Sandvik Ab | Användning av en ferritisk Fe-Cr-legering vid framställning av kompoundrör, samt kompoundrör och användning av röret |
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| JP2002521295A (ja) * | 1998-07-21 | 2002-07-16 | ハルダー トプソー エイエス | 蒸気改質による合成ガスの製造方法 |
| US6238815B1 (en) * | 1998-07-29 | 2001-05-29 | General Motors Corporation | Thermally integrated staged methanol reformer and method |
| US6228341B1 (en) * | 1998-09-08 | 2001-05-08 | Uop Llc | Process using plate arrangement for exothermic reactions |
| DE69835357T2 (de) * | 1998-11-03 | 2007-08-23 | Ammonia Casale S.A. | Verfahren zur Herstellung von Synthesegas |
| DE19909340A1 (de) * | 1999-03-03 | 2000-09-07 | Basf Ag | Rohrbündelreaktor mit gestuftem Innendurchmesser |
| ES2427927T3 (es) * | 1999-12-02 | 2013-11-04 | Haldor Topsoe A/S | Proceso para realización de reacciones catalíticas no adiabáticas |
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| US6796369B1 (en) * | 2003-04-04 | 2004-09-28 | Air Products And Chemicals, Inc. | Method and apparatus to prevent metal dusting |
| CN100381353C (zh) * | 2003-04-15 | 2008-04-16 | 国际壳牌研究有限公司 | 制备合成气的方法 |
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| US7371361B2 (en) * | 2004-11-03 | 2008-05-13 | Kellogg Brown & Root Llc | Maximum reaction rate converter system for exothermic reactions |
| FR2897052A1 (fr) * | 2006-02-03 | 2007-08-10 | Air Liquide | Procede de production d'un gaz de synthese |
| DK2142467T4 (en) * | 2007-04-04 | 2015-03-23 | Saudi Basic Ind Corp | PROCEDURE FOR COMBINED reforming FOR METHANOL PRODUCTION |
| US8287815B2 (en) * | 2008-05-02 | 2012-10-16 | General Electric Company | Methods and systems for controlling temperature in a vessel |
| DE102008056538A1 (de) * | 2008-11-10 | 2010-05-12 | Uhde Gmbh | Prozessgaserzeugung mittels Wärmerückgewinnung aus Niedertemperaturabwärme |
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| EP2404869A1 (en) * | 2010-07-06 | 2012-01-11 | Ammonia Casale S.A. | Process for producing ammonia synthesis gas |
| US8287763B2 (en) | 2010-10-28 | 2012-10-16 | Air Products And Chemicals, Inc. | Steam-hydrocarbon reforming with limited steam export |
| EP2676924A1 (en) * | 2012-06-21 | 2013-12-25 | Haldor Topsoe A/S | Process for Reforming Hydrocarbons |
| US20180372417A1 (en) * | 2017-06-26 | 2018-12-27 | Solex Thermal Science Inc. | Heat exchanger for heating or cooling bulk solids |
Family Cites Families (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4162290A (en) * | 1976-11-19 | 1979-07-24 | Pullman Incorporated | Parallel steam reformers to provide low energy process |
| FR2473032A1 (fr) * | 1980-01-07 | 1981-07-10 | Banquy David | Procede de production d'ammoniac et du gaz de synthese correspondant |
| US4298589A (en) * | 1980-06-17 | 1981-11-03 | The M. W. Kellogg Company | Split axial flow converter in ammonia synthesis |
| JPS5983904A (ja) * | 1982-11-02 | 1984-05-15 | Toyo Eng Corp | 水蒸気改質法 |
| US4789527A (en) * | 1983-03-07 | 1988-12-06 | Exxon Research & Engineering Co. | Catalytic gas synthesis apparatus |
| US4637918A (en) * | 1983-03-07 | 1987-01-20 | Exxon Research & Engineering Co. | Catalytic gas synthesis apparatus |
| DE3312881C2 (de) * | 1983-04-11 | 1985-06-05 | F & O Electronic Systems GmbH & Co, 6901 Neckarsteinach | Verfahren zur Gewinnung eines Stellsignals zur schrittweisen Verstellung eines Steuerschiebers eines regelbaren Ventils für die Kolbenstange eines Schwingungsdämpfers |
| DK165946C (da) * | 1985-03-21 | 1993-07-05 | Haldor Topsoe As | Reformingproces under varmeudveksling og reaktor dertil |
| LU86102A1 (fr) * | 1985-09-30 | 1986-03-11 | World Patents Improvements Cy | Appareil de fixation |
| GB8728882D0 (en) * | 1987-12-10 | 1988-01-27 | Ici Plc | Hydrogen |
| DE68909979D1 (de) * | 1988-03-24 | 1993-11-25 | Ici Plc | Zweistufiges Dampfreformierungsverfahren. |
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