[发明专利]为包含一种或多种烃的原料流的吸热反应提供含氧气流的方法

说明书

本发明涉及一种为包含一种或多种烃的原料流的吸热反应提供具有预 定氧气浓度和预定温度的含氧气流的方法，一种进行所述方法的装置及其 用途。

通常需要提供具有预定氧气浓度和预定温度的含氧原料流用于吸热反 应工艺。所需温度通常很高以致于它们不能通过仅与工艺自身的产物流热 整合而获得。为此，在现有技术工艺中，通常电加热含氧进料流，这是非 常昂贵的，尤其是对于大型设备。电加热具有的其它缺点是它特别难控制。

因此，本发明的目的为提供一种提供具有预定氧气浓度和预定温度的 含氧进气流的方法和装置，其可以技术上简单的方式实现并且比电加热便 宜，而且能够选择性调节氧气含量和温度。

该目的通过一种为包含一种或多种烃的原料流的吸热反应提供具有预 定氧气浓度和预定温度的含氧气流的方法实现，其中流体燃料流与初级空 气流在初级空气流与流体燃料流的λ值为0.6-1.2时燃烧而获得燃烧气流； 并且将次级空气流与该燃烧气流混合而获得用于吸热反应的含氧气流；其 中该含氧气流的预定氧气浓度和预定温度经由次级空气流的流速和温度调 节。

已经发现通过使流体燃料流与首先的所谓初级空气流燃烧并随后与另 外的所谓次级空气流混合，可以提供用于吸热反应的气流，这满足了预定 吸热反应在氧气浓度和温度方面的要求。所提供的含氧气流为满足预定吸 热反应加热要求的直接氧化剂。

流体通常指的是符合非固体连续体的流动定律的所有液体、蒸气和气 体。流体燃料流可特别为气态燃料流。

流体燃料流可特别有利地为已存在于用于随后吸热反应工艺的设备中 且包含一种或多种烃的原料流的部分料流。

作为已存在于用于随后吸热反应工艺的设备中且包含一种或多种烃的 原料流的部分料流，流体燃料流可有利地另外具有混入其中的含甲烷气体。

此外，作为用于吸热反应的包含一种或多种烃的原料流的部分料流， 流体燃料流可另外具有混入其中的来自吸热反应的返回料流。

使用含氧气流的吸热反应例如可为氧化脱氢或部分氧化。

因此，原料流包含一种或多种烃，其为各吸热反应的初始物质。

在随后吸热反应中要使用的流体燃料流的比例由待进行反应的具体要 求决定，特别是由含氧气流在引入吸热反应过程中必须具有的温度决定。 该温度通常可为400-700℃。

术语λ值以已知方式用于表征包含一种或多种燃料(特别是烃和空气) 的混合物组成，并且定义为实际空气燃料比(相对于空气与燃料的化学计量 比)。因此，λ值为1，对应于完全燃烧的组成；λ值大于1，对应于贫的空 气/燃料混合物，λ值小于1，对应于富的空气/燃料混合物。

根据本发明方法，将流体燃料流与初级空气流的混合物的λ值调节至 λ值为0.6-1.2，即将该混合物从略微富调节至略微贫。因此，燃烧气流仍 可包含残余烃。需要的话，它们在随后方法步骤中通过与次级空气流混合 而完全燃烧。然而，该燃烧气流还可优选包含过量未使用的氧气，特别是 相对于该燃烧气流的总体积为2-3体积％。

原料流的部分料流与初级空气流特别是在1500-1700℃的温度下进行 燃烧。

该燃烧气流随后具有混入其中的次级空气流，其优选包含水蒸气以防 止燃烧过程中形成烟灰。

优选选择在次级空气流中添加的水蒸气的比例使得排出气流中的水蒸 气含量(即在吸热反应中使用的含氧气流中的水蒸气含量)为0-50体积％， 特别是0.5-4体积％。

将初级空气流和次级空气流优选预热到特别是150-200℃，优选约170 ℃的温度。

初级空气流和/或次级空气流的预热优选可通过与吸热反应的产物流 热整合而进行。

特别是通过相应地调节水蒸气及特别是次级空气的添加量而将本方法 提供的含氧气流的氧气含量调节至优选2-20体积％，更优选13-20体积％ 的值。