[其他]转化方法

说明书

本发明是关于用粒状材料床层反应器生产由一氧化碳和氢气组成的气体混合物（以下称为“合成气”）和较高碳烃的方法。

流化床的各种用途已众所周知。流化方法是让气体在这样一个速度下流经粒状材料床层，即在这个速度下，床层处于高度湍流的状态，颗粒迅速混合。可以将原料引入床层并使其在床层里反应。

喷射床技术是让高速气流垂直向上流过大量固体颗粒。高速气流促使颗粒在处于床层中心的空心喷头内迅速向上流动。颗粒除了在喷头内流动以外，还有一些颗粒在喷头四周的区域发生返混，这样使颗粒在喷头外面形成了环流分布。进气可达到足够的上流速率以使颗粒在床层上面形成喷射流，或者使固体颗粒以非常高的速率环流在床层内部。在每种情况下，固体颗粒的运动都可循环。有关喷射床技术开发的综述可参阅“加拿大化学工程杂志”1974年第52卷第129页。

现在已经发现，＊粒状材料床层反应器里能使高燃料火焰稳定，〈＆＆〉气体里包含有用的产品。

本发明的目的是提出生产合成气和较高碳烃的改出方法，其中将富〈＆＆〉反应物送入进行喷射操作〈＆＆〉。

〈＆＆〉一种生产合成气和较高烃〈＆＆〉有饱和烃和氧气的气体通〈＆＆〉气体中饱和烃和氧气之比大于完全燃烧时的化学计算比，（b）含有饱和烃和氧气的气流的上流速率足以使床层里的粒状材料流化或者说足以使床层里的粒状材料产生喷射作用，此时，至少有一部分粒状材料能被抛入床层表面以上的空间，随后落下返回到床层里，（c）将含有饱和烃和氧气的气体一起点燃，使其一起进行反应，（d）抽出反应产物。

本发明包括应用床层的方法，其中，含有饱和烃和氧气的气流能够使床层表面沸腾到足以将粒状材料向上抛入床层的上部自由空间（freeboard）。

本发明还包括一种形成喷射流的方法，其中，含有饱和烃和氧气的气体的上流速率在床层表面以上的空间形成一种颗粒喷射流，然后粒子落下返回到床层里。

含有饱和烃和氧气的气体，在经过喷嘴通入床层之前，可以加以预混和。同样，这种反应气也可在通入床层的入口处混和。

饱和烃以链烷烃气体为好，如基本上是纯的甲烷或者乙烷或者基本上由甲烷和（或者）乙烷所组成的饱和烃混合物，例如从天然气储存罐里得到的气体，其中也可以含有大量的二氧化碳。含氧气体例如可以包括空气或者空气和氧气的混合物，含氧气体也可以是纯净的氧气。

在通入床层之前，根据需要，也可以将含有饱和烃和（或者）氧气的气体进行预热。

反应器也可以配备辅助加热装置，例如，在床内加装加热盘管或者直接点火加热反应器壁。

含有饱和烃和氧气的气体混合物的优选组成比取决于压力。在大气压下，优选的组成比为1.1～5倍完全燃烧时饱和烃和氧气的化学计算比，但如想在高于大气压的压力下操作，这一比例还可以扩大。工业上应用的反应器系统可以在高于大气压的压力下，如在高达50巴，甚至更高的压力下操作。

粒状床层材料可以是惰性耐火材料，这类材料包括耐火砖、石英、金刚砂、氧化锆、碳化硅，陶瓷和某些形式的碳，例如高密度的焦炭也可以使用。

粒状床层材料可以是例如球形的，圆柱形的或者是无定形的。粒度可以是0.01～10毫米，这要根据颗粒密度，反应器和进料口的直径以及进气的速率而定。粒度分布最好是尽可能均匀。

反应容器的结构材料可以是例如钢、石英、碳纤维或者耐火材料，这要根据材料的来源，反应器的安装位置和其大小来决定。反应器可以绝热以减少热损失。

反应开始的方式可以有许多种，例如，可通过将床层里接近化学计算比的气体混合物点燃并使其燃烧来预热粒状床层材料，直到床层的温度高到足以维持饱和烃和氧气的组成比超过化学计算比的气体混合物的燃烧。比较典型的能保持稳定状态的床层温度是大约500～1500℃。

反应的产物最好是从床层的上部排出。优选的反应产物包括乙炔、乙烯和合成气（一氧化碳和氢气）以及一些芳香烃产物，如苯。

包括粒状材料床层的反应容器的形状应有利于床层颗粒在垂直方向上的再循环使用。如使用单个进气喷嘴，则优选的反应器底部的形状为锥形。从垂直方向测定的锥角以10～40°为好。