[其他]高级烃类的重整

说明书

本申请涉及的是将戊烷和高级烃重整为作为还原气体使用的还原剂一氧化碳和氢气。一般用这类气体借助还原气体将金属氧化物直接还原成金属形式。本发明特别适用于将颗粒状的铁或氧化物直接还原成铁。目前，直接还原铁的各种工艺所用的气体如天然气主要由甲烷，同时还带有一部分乙烷(C₂H₆)、丙烷(C₃H₈)和丁烷(C₄H₁₀)所组成。天然气还含某些高级烃、戊烷(C₅H₁₂)己烷(C₆H₈)、庚烷(C₆H₁₈)等。    

目前世界上很多地方都可得到天然气，其中高级烃(这里指C₅或碳原子数更多的烃)的浓度有所增加。要将这些高级烃按理配比进行重整往往是困难的，在重整催化剂上不沉积碳即使这类高级烃浓度变低，要按理想配比进行重整也是困难的。

为研制合适的催化剂以及从气体燃料中提取高级烃类所用的工业设备继续进行了研究。然而理想的情况是利用含有高级烃类的天然气而不必进行特殊的处理或用特殊的催化剂来进行这种处理。

本发明是直接还原金属氧化物的一种方法，即在鼓风炉中利用含高级烃类的气体来直接进行还原的方法。

本发明的主要目的是提供一种无需任何特殊处理和任何特殊的重整催化剂把庚烷和高级烃类用于直接还原工艺中的一种方法。

本发明中，在直接还原鼓风炉内，含高级烃的天然气通过部分热的炉料，然后排出并重整。由于用作催化剂的炉料表面积大。所以高级烃类在鼓风炉内被裂解而且部分被重整。高级烃的裂解使之部分重整为一氧化碳和氢气，与此同时碳沉积在炉料上，由于在成品中常常希望含有碳，所以这是一个优点。然而，主要优点还在于碳的沉积发生在还原炉内而不是在重整炉内。

请参看下面的详细说明及附图对本发明则会更好地了解：

图1是本发明的方法中用的鼓风炉直接还原工艺流程的略图，此流程是热排料。

图2是类似图1的流程图，图中表明利用本发明方法的另一种方案将流程是冷排料。

参看图1，鼓风炉10带有供料装置，如图示，炉顶部有供料管12，在底部有放料或排料管14。呈块状或丸状的氧化物颗粒经供料管12加入鼓风炉内，以形成填充床炉料16，经处理的炉料的排出来控制。

通过许多布置在炉壁上的进(气)口向炉内输入热还原气的热环气管20位于炉中端。第二个环气管24位于热还原气管20的上方，它通过带有控制阀29的管通28与含高级烃的工艺气源和/或天然(煤)气源26相连。优选的情况是安装4个28这样的管通，每个管通向环气管的供气范围为四之一。气体入口24安装在炉壁四周这样，每一个管道28与环气管24的四分之一(90°扇形)相通。按顺序启动阀门29以向环气管24的90°扇形区或多个90°扇形区送气。热气出口30位于鼓风炉顶部。气管32连接在30和冷却一涤气器34之间，其上带有排气管36。下面的第二个气体出口38位于炉料料线40的顶部和上部出口30的高度之间。它与和涤气器44相连的管道42相通。从涤气器44出来的气体经管道46、压缩器48和管子50后进入含有许多耐热合金重整管56的重整炉54，图上仅示出了一个重整管，每个重整管56都装填有如氧化铝这样的陶瓷重整催化剂，一般说来至少部分浸渍以镍。这些重整管都是封闭的，它们在有耐热材料衬的重整炉左5内，重整炉内设有加热器60，图中仅示出了一个加热器，这些加热器加热重整管和其中的重整催化剂。

经重整的气体管线64把重整炉54的重整气体的出口和环气管20连接起来形成了一个完整的气体循环。顶部的气体燃料经管道67从体系中排出，最好用这部分气体燃料作加热重整炉的主要燃料。

由于鼓风炉10在排料前没设有冷却炉料的设施，所以图1的实施方案中经排料管14排出的是热排的金属化颗粒。